太阳能热发电系统-2012

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1、太阳能热发电系统思考题1.简述太阳能气流发电的工作原理.2.常规的火力发电的工作过程.3.火力发电为何要用过热蒸汽?4.常规的火力发电要解决的主要问题是什么?5.你认为太阳能热发电的难点是什么?6.太阳能气流发电与太阳能热发电相比,各有何优缺点?目前可见到的发电类型火力发电（煤发电、油发电）最常见的，应用最广泛的，耗能最多的型式水力发电三峡、丰满电站（纪念邮票）要有自然资源、地域优势，人工建站，百年大计三峡几十年筹划，高峡出平湖，百万移民，鱼鸟迁居，同时解决发电、航运、灌溉三大问题核电站（秦山、大亚湾）太阳能发电（光-热发电、光-伏发电

2、）潮汐能发电（要有自然资源、地域优势）风力发电太阳能热发电系统通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。太阳能发电目前主要有两种基本途径：一种是先将太阳辐射能转换为热能，然后再按照某种发电方式将热能转换为电能，即太阳能热发电；另一种是通过光电器件直接将太阳辐射能转换为电能，即太阳能光伏效应发电。这里先介绍一种少见的太阳能气流发电太阳能气流发电1978年，前联邦德国史兰赫博士的一个奇妙构思，在德国政府支持下，一个新奇的电站建成了，并获得试验成功。它为人类利用大阳能发电开辟了一条新的途径。史兰赫独辟蹊径的设计思

3、想受到了人们的高度赞扬，在当代科学界传为美谈。太阳能气流电站的中央，竖立着一个大“烟囱”。它是用波纹薄钢板卷制而成，其直径达10.3米，高200米，重约20万千克。在“烟囱”的周围，是巨大的环形曲面半透明塑料大棚。太阳能气流发电大棚的中央部分高8米，边缘高2米，周长252米。这个庞然大物是在金属骨架上装半透明塑料板制成的。在“烟囱’’底部安装有气轮发电机。当大棚内的空气经太阳曝晒以后，其温度比棚外空气约高20℃。由于空气具有热升冷降的特点，再加上大“烟囱”向外排风的作用，就使热空气通过“烟囱”快速地排出，因而底部进风口抽力很大，流速很快

4、，从而使设在“烟囱”底部的气轮发电机发电。这座电站，白天可发电10万千瓦，夜间虽没阳光，但棚内空气温度高，仍可发电40千瓦。它的发电成本与核电站相近，相当低廉。太阳能气流发电气流电站的试验成功，鼓舞了史兰赫，并积累了经验。于是，他又提出了建造大规模太阳能气流电站的计划。这个未来的气流电站，将要建在阳光充足、地面开阔的沙漠地区。它的发电能力预计为100万千瓦，“烟囱”高1000米以上，塑料大棚的直径则达10千米，并且使用寿命长达20年。太阳光透过半透明的塑料大棚，将其中的空气加热到20—50℃，使热空气以每秒20—60米的速度从“烟囱”排

5、出。太阳能气流发电更为可贵的是，塑料大棚也可以利用起来作暖房，种植蔬菜和栽培早熟的农作物。史兰赫将太阳能气流电站的设想变成现实，标志着人类利用太阳能的技术得到进一步的提高，并为利用和改造沙漠创造了良好的条件。但沙漠地域建高塔有较大难度，如地基问题。澳大利亚太阳能发电塔澳大利亚计划建造一座高1000m的太阳能发电高塔，2005年交付使用。该塔的主体部分是一个高达1000m的管道，底部塔身宽130m，塔身周围是7X106平方米的温室，该发电塔的工作原理是：地面空气受到太阳光的照射变热后，被吸入塔管内，热空气沿着管道上升，带动管道内的涡轮发电

6、机发电。这座发电塔计划建在澳大利亚新威尔十州和维多利亚州交界处，建成后可以解决20万户居民的用电问题。澳大利亚工业部为此项目投资3.8亿美元。本章将对太阳能热发电系统的工作原理、系统组成、基本类型及发展现状与未来展望等内容加以介绍。太阳能热发电技术可分为两大类型：一类是利用太阳能直接发电，如利用半导体材料或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热离子发电，碱金属的热电转换，以及磁流体发电等。其特点是发电装置本体无活动部件。但它们目前的功率均很小，有的仍处于原理性试验阶段，刚进入商业化应用，我们下一节介绍。另一类是太阳能热动力发电，利用

7、太阳集热器将太阳能收集起来，加热水或其他工质，使之产生蒸气，驱动热力发动机，再带动发电机发电；也就是说，先把热能转换成机械能，然后再把机械能转换为电能。这种类型已达到实际应用的水平，美国等国家已建成具有一定规模的实用电站，下面的介绍即为这种类型的太阳能热发电系统。5.1太阳能热发电系统工作原理太阳能热发电系统与火力发电系统的工作原理基本上是相同的，其根本区别在于热源不同，前者以太阳能为热源，后者则以煤炭、石油和天然气等化石燃料为热源。因此，下面首先对火力发电系统工作原理加以简介，然后介绍太阳能热发电系统工作原理。．5.1.1火力发电系统

8、工作原理所谓火力发电，就是将从煤炭、石油和天然气等燃料所得到的热能变换成机械能，再带动发电机转动产生电能的发电方式。火力发电有汽轮机发电、内燃机发电和燃气轮发电等方式。通常所说的火力发电，主要是指汽轮机发电