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1、2009年第3期(总第54期)2009年6月院士论坛太阳能热发电技术张耀明(东南大学太阳能技术研究中心,江苏南京210008)摘要:叙述了太阳能热发电技术的分类及其在我国的应用前景。关键词:太阳能;热发电中图分类号:TM615文献标识码:A文章编号:1674239972(2009)0320001204SolarThermalPowerGenerationTechnologyZHANGYao2ming(Solarenergytechnologyresearchcenter,SoutheastUniv
2、ersity,JiangsuNanjing210008,China)Abstract:Describestheclassificationofsolarthermalpowergenerationtechnologyanditsapplicationprospectinourcoun2try.Keywords:Solar;Thermalpower应用前景之广阔。太阳能热水器的应用节约了能0引言源,但不能从根本上解决能源短缺的问题。利用太能源短缺、资源枯竭、环境污染等问题已严重影阳能发电是解决当前能
3、源、资源和环境等问题的一响人们的生活和制约社会的发展。各国竞相开展水种有效途径和方法。能、风能、地热能、生物质能、潮汐能、太阳能等清洁[1211]1太阳能热发电技术和可再生能源的应用研究,尤其是太阳能的应用研究最为广泛。太阳能发电种类很多(见图1),目前,较为成熟我国太阳能的利用虽然起步较晚,但太阳能热的有太阳能光伏发电和太阳能热发电。水器等行业已形成千亿元规模的产业,可见太阳能太阳能光伏发电太阳能直接光发电太阳能光感应发电等塔式太阳能热发电聚光类太阳能热发电槽式太阳池热发电碟式太阳能热发电等太阳
4、能间接光发电真空管太阳能热发电太阳能发电太阳能热发电非聚光类太阳能热发电太阳池热发电太阳能间接光发电太阳能热气流发电等太阳能热离子发电太阳能直接光发电太阳能热温差发电太阳能热磁流体发电等太阳能光化学发电太阳能光生物发电等图1太阳能发电的种类太阳能热发电是利用聚光器聚集太阳能,经吸收稿日期:2009204202收器吸收后,转化成热能,产生高温蒸汽或气体进入作者简介:张耀明,1943年生,男,江苏无锡人,1965年毕业于上海同济大学应用物理系,教授,博士生导师。中国工程汽轮发电机组或燃气轮机发电机组产
5、生电能。院院士、南京市科协主席、东南大学太阳能技术中心主任。·1·2009年第3期2009年6月按聚光形式不同,太阳能热发电可分为塔式太增加潜式蓄热装置,建成10MW的太阳2号(Solar阳能热发电、槽式太阳能热发电和碟式太阳能热发Two)(见图3、图4),效率提高了40%。电。[12216]1.1塔式(powertower)太阳能热发电塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群,将阳光聚集到1个固定在塔顶部的接收器上,用以产生高温。加热工质产生过热蒸汽或高温气体,驱动发电机组发电
6、,从而将太阳能转换为电能(见图2)。图3SolarTwo全景图4SolarTwo工作原理示意图图2塔式太阳能热发电聚焦图1.1.5辅助能源子系统塔式太阳能热发电系统包括:聚光子系统、集热在夜间或阴雨天,一般采用辅助能源系统供热,子系统、发电子系统、蓄热子系统和辅助能源子系否则蓄热系统过大会引起初始投资的增加。统。具有规模大、热传递路程短、热损耗少、聚光比1.2槽式(parabolictrough)太阳能热发电和温度较高等特点,极适合于大规模并网发电。槽式太阳能热发电系统是将多个槽型抛物面聚1.1.
7、1聚光子系统光集热器经过串并联的排列,产生高温,加热工质,包括定日镜群和跟踪装置。采用双轴跟踪,以产生蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电(见图5)。确保每台定日镜的反射光线进入集热系统的接收器内;定日镜微弧度的镜面保证太阳光聚焦到塔顶的接收器,定日镜群的成本占总投入的一半以上。1.1.2集热子系统包括定日镜场中间或南方的竖塔和竖塔顶部的接收器。竖塔的高度取决于电站容量。接收器主要有空腔式和外露式2种型式。竖塔在镜场中间时,一般选用外露式接收器,竖塔在镜场南方时,选用空腔式接收器。1.1.3发电子系统按照
8、工质是水还是气体选用汽轮机组或燃气轮机组,其基本组成与常规发电设备类似。但同时需图5槽式太阳能热发电聚焦图要具备工作流体来源于接收器和辅助能源系统的切槽式太阳能热发电系统具有规模大、寿命长、成换装置。本低等特点,非常适合商业并网发电。整个系统包1.1.4蓄热子系统括:聚光集热子系统、换热子系统、发电子系统、蓄热太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠子系统和辅助能源子系统。储存的能量维持系统正常运行。蓄热的方法主要有1.2.1聚光集热子系统显式、潜式和化学蓄热3种方式,美国在10M
