太阳能热发电技术.pdf

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1、84·2010年垒田太阳能热利用学术踣交集太阳能热发电技术太阳能热发电技术。华南理工大学朱冬生。黄银盛周泽广壬婵摘要太阳能热发电技术是可再生能源规模化利用的主要连径之一。阐述T传统的槽式、塔式、礤式太阳能热发电的系统原理、发展现状噩其存在的问题。同时舟绍T新型的太阳能温差发电技术．是利用塞Ⅲ克效应直接将太阳能转化为电能的绿色发电i式．作为一种无运动部件、催积J、、重量轻、可靠性高的太阳能热发电技术，随着热电材料性能的提高．温差盅电技术有着广阔的应用前景。关键词太阳能热发电措式发电系统塔式发电系统碟式发电采统太阳能温差发电0引言随着全球能源需求的不断增长，能源、环境和气

2、候等阿题日益突出。世界各国为寻求能源安全和人娄社会可持续发展，倡导低碳经济运行．井将战略目光转向可再生能源的开发。太阳能是最理想的可再生能源，具有廉价、资源丰富、清洁和无污染等优点。太阳热发电技术作为可再生能源规模化利用及太阳能利用的重要方向之一．也越来越受到』、们的重视．{午多发达国家已经投^大量人力和物力开展太阳热发电的研究和试验工作⋯。太阳能热发电是把太阳辐射能转换成电能的发电技术，主要包括两大类型一类是太阳能热间接发电．即利用光学系统聚集太阳辐射热，用以加热工质产生蒸汽，驱动汽轮发动机组发电．主要包括槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。这种传统的太阳能热发电类

3、删具有生产适应性强、易于并人电网、适于太规模生产等特点，已经达到实际应用水平”J。国外先后完成了碟式、槽式太阳能热发电的示范电站建设和商业化运行，且完成了多个塔式热发电示范电站的建设；另一类是利用太阳能热直接发电，其中最主要的是太阳能半导体温差发电．它先将太阳能转换为热能，再利用塞贝克效应(温差电效应)将热能转换为电能。这类发电的特点是发电装置本体没有运动部件，但此类发电的发电量小，尚处于原理试验阶段。温差发电技术具有较多的优点，在低品位热能利』；lj方面具有独特的优r$自t★H＆{《女mⅢ日(镕0-200#A伽∞020∞势和良好的应用前景，应大力发腱。本文就槽式、塔

4、式、碟式3种传统太阳能热发电系统及新型的太阳能温半导体差发电系统进行介绍。1传统太阳能热发电系统11槽式太阳能热发电槽式太阳能热发电是目前太阳能热发电中唯一实现商业化运作的太阳能热发电形式”J。它利用抛物面反射镜将太阳能聚焦到管状的接收器l：，并将管内传热工质加热，产生过热蒸汽．驱动汽轮发电机组发电，聚光集热器是丰系统的棱心，由许多分散布置的槽型抛物面聚光器串并联组成(见圈1)。“51“06。0旱茹黼l；臻i!★々m}j％I}％*热强㈣Ⅲ煮嚣乎“”“““}眦lI：“妇hu@*uIduo暖通空调HV&AC如10年第40卷增刊·85美国和以色列联合组建的LUZ太阳能热发电

5、国际有限公司于1980年开始研制开发槽式太阳能热发电系统。从1988--1991年的6年间，该公司在美国加州沙漠相继建成了9座槽式太阳能热电站，总机容量354MW，并投入井网运行。世界许多科研机构也对槽式发电技术进行了较为深人的研究．在未爿∈的集热装置设计中采用DSG(DirectStemGeneration)直接蒸汽发生系统，以提高效率、减小热量损失，但DSG方式尚未成熟，还有待深人研究”q。槽式太阳能热发电系统具有规模大、寿命匠、成率低等特点．其太阳跟踪系统为单轴跟踪．相对于塔式和碟式的双轴跟踪在技术上实现难度较小．非常适合商业并网发电。槽式热发电也存在一些缺点：

6、首先，导热油传热工质的使用限制了其运行温度只能达到400c．只能产生中等品质的蒸汽；其次．槽式热发电系统的接收器长，散热面积大，因此热损耗较大．抗风能力也较差，难以在多风或高风沙区域立足“。12塔式太阳能热发电塔式太阳能热发电是利用大量独立跟踪太阳光的定日镜把太阳光聚焦在中心高塔的接收器h(见图2)，通过能量的转换把热量传递给热传导工土目2#i^月**&自*镕质，再由蒸汽发生器产牛的蒸汽带动蒸汽涡轮发电机产生电能，同时利用冷却塔进行冷却再进^接收器进行循环发电。由于塔式发电系统的聚焦方式为点聚焦，其运行温度可达1O∞～1500c¨J。由于接收器散热面积相对轻小井运用了

7、储能槽，使其得到较高的光电转换救率，系统一天内可以连续发电13个小时。与其他发电系统相比较，塔式太阳能热发电系统获得的关注最为广泛，所建成的示范电站也最多。1981～1991年的10年同，辛球建造了兆瓦级太阳能热发电试验电站zO余座，主要是塔式电站，其中最大发电功率为80Mw。由于单位容量投资过大，降低造价十分困难，因此太阳能热电站的建设逐渐冷落下来。塔式太阳能热发电系统与槽式太阳能热发电系统相比，其集热温度更高，易生产岛参数蒸汽，因此热动装置的效率相应提高。鼠前塔式太阳能热发电系统的主要障碍是定日镜场的热功率增大时．即单塔的太阳能热发电系统大型化后