太阳能光热发电技术

《太阳能光热发电技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、太阳能光热发电技术的应用与发展####################摘要：太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源，在能源与环境问题日趋严峻的今天，很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践，并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式，目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式，太阳能有其环保的优势，但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。关键词：太阳能光热发电CPS应用发展趋势1.太阳能热发电技术概述能源与环境问题是当今世界

2、面临的两个重要问题，随着化石能源的日趋枯竭，一次能源的利用成本也不断增加，由于大量的燃烧矿石燃料，使环境问题日益严重，温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇，为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式，世界各国也都在做积极的努力，已经有很多太阳能发电项目投入运行，太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太

3、阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kW/m2，相当于有102000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除

4、外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这图1世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。2.太阳能光热发电方式的类型和应用作为一种广泛的清洁能源，太阳能有很多利用方式。太阳能发电、太阳能热水器、太阳能采光采暖、太阳能干燥等，其中太阳能光热发电也叫聚焦型太阳能热发电（ConcentratingSolarPower，简称CSP），可以大规模集中利用太阳能的方式，是一种解决能源问题的有

5、效途径。太阳能热发电技术就是利用光学系统聚集太阳辐射能，用以加热工质，生产高温蒸汽。驱动汽轮机组发电，简称光热发电技术。他与光伏发电相比，具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。根据聚光方式的不同，光热发电技术可分为三种方式：塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和碟式太阳能热发电技术。三种聚光集热方式的不同在数量上的直接体现就是聚光比的不同。聚光比即吸收体的平均能流密度和入射能流密度之比。这三种方式都可以大致地分为太阳能集热系统、热传输和交换系统、发电系统三个基本系统。但是因为他们各自聚光比不同，导致能够达到的集热温度也不同，所

6、以三种聚光方式对应的三个组成系统也有不同程度的差异。2.1槽式聚光发电系统槽式聚光是利用抛物线的光学原理，聚集太阳辐射能。抛物线纵向延伸形成的平面称为抛物面，它能将平行于自身轴线的太阳辐射汇聚到一条线（带）上，提高能量密度，易于利用。在这条太阳辐射汇集带上布置有集热管，用来吸收太阳能，并将其转化为热能。目前的集热管一般为真空式玻璃集热管。集热管由外部的玻璃管和内部的西热管构成，两管之间空隙抽真空阻止热量损失。吸热管有不锈钢制成，内部有工质流动，在不锈钢管的表面涂有黑色的吸热薄膜，薄膜对太阳光有较高的吸率，同时在红外波普段有较低

7、的发射率，这样就能够有效地吸收太阳能。这种聚光系统还需要设置控制系统来适应太阳能光在一天中角度的变化。槽式聚光吸热系统将太阳能转化为集热管内导热流体的热能，燃后用高温工质去加热给水产生蒸汽去冲转汽轮机发电。槽式太阳能聚光系统的聚光比为20到80，以油为导热流体的聚热温度最高为300到400℃，以混合硝酸盐为导热流体最高能使集热温度达到550℃，后者对于提高发电效率而言更具有优势，但是总的发电效率还是较低。另外，为了克服太阳能在时间上分布不均的特点，还要设置蓄热系统，或者是用其他燃料作为补充调整。从20世纪八十年代开始，世界上很

8、多国家都开展了槽式太阳能聚光发电系统的研究和建设。表1列出了一些著名的槽式太阳能发电站。目前，美国、以色列、澳大利亚、德国等国家是太阳能利用大国，也是槽式太阳能热发电技术强国。其中美国鲁兹LUZ公司是槽式太阳能热发电技术应用的典范，在1985~1991年间，美国在南加州先后建