7、热电联产与可再生能源发电技术解析

热电联产与可再生能源发电技术解析

1. 热电联产系统技术

热电联产（CHP）系统主要基于以下几种技术：
- 内燃机（IC）发动机
- 斯特林发动机
- 微型涡轮机
- 燃料电池

1.1 内燃机发动机

内燃机中，燃料在燃烧室的空气中燃烧，可使用或不使用氧化剂。燃烧产生高温高压气体，这些气体膨胀并作用于活塞或转子等可移动部件。内燃机与外燃机（如蒸汽机和斯特林发动机）不同，外燃机利用燃烧过程加热单独的工作流体，然后工作流体作用于可移动部件。

内燃机包括间歇式燃烧发动机（如往复式发动机、汪克尔发动机和伯克发动机）和连续燃烧发动机（如喷气发动机、火箭和燃气轮机）。常用燃料有柴油、汽油和石油气，丙烷气有时也用作燃料。对燃料输送部件进行一些修改后，大多数为汽油设计的内燃机可使用天然气或液化石油气。液体和气体生物燃料（如乙醇和生物柴油）也可使用。根据燃料类型，内燃机的气缸配备火花点火或压缩点火系统以启动燃料燃烧过程。

1.2 斯特林发动机

斯特林发动机是一种闭式循环活塞热机，工作气体永久包含在气缸内。它传统上被归类为外燃机，但热量也可由太阳能、地热能、化学能和核能等非可燃能源提供。斯特林发动机使用外部热源和外部热沉，两者都保持在有限的温度范围内，且温差足够大。

斯特林发动机包含固定量的空气、氢气或氦气作为工作流体。正常运行时，发动机完全密封，没有气体可以进出。因此，与其他活塞发动机不同，不需要阀门来控制气体的进出。斯特林发动机通过以下四个主要过程循环：
1. 冷却
2. 压缩
3. 加热
4. 膨胀

这些过程通