浅谈太阳能热发电技术

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1、浅谈太阳能热发电技术【摘要】本文作者围绕着太阳能热发电技术，分别介绍了单轴跟踪技术和双轴跟踪技术，分析了太阳能热发电技术的各种配套技术的发展趋势，最后就其应用趋势谈了一些自L1的看法。【关键词】太阳能；热发电技术；碟式系统屮图分类号：TK511文献标识码：A文章编号：引言太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为T作流体的高，温热能，然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。经过30多年的研究和实际运行经验积累，H前太阳能热发电的技术取得了重大进展和突破，电站关键设备的成本也冇较大幅度的下降。太阳能热发电技术可以分为中高温发电和低温发电。经过儿十年的研究发展，中高温发电技术更为

2、成熟，该技术需通过跟踪聚焦来获取所需高温，按照跟踪方式的不同又分为单轴系统和双轴系统。1单轴跟踪技术这一技术系统的结构特点是反射镜属于狭长型，仅绕一个轴转动跟踪，使阳光聚焦于线形吸收器上。1.1抛物槽式系统1984年美国南佛罗里达州建立的第一个太阳能发电系统(SEGS),采用单轴抛物槽式反射器，转轴按南北方向放置(夏季聚焦的偏差较大)，聚光比在19：1到26:1之间。吸收器表面采用锯金选择性涂层和金属陶瓷涂层，而后者比前者具有更好的性能，工作温度可达391°C,用天然气对蒸汽进行过热。这种太阳能-化石燃料的组合式系统较以往的发电技术具有更好的经济性,并能满足峰值负荷的需求。但由于没有环境

3、津贴的实质性补助，该系统山于成本高而缺乏市场竞争力。1.2线形菲涅尔反射器系统(LFR)这是不同于槽式系统的另一种单轴跟踪技术。系统的吸收器固定在镜面上方的空间，反射器由许多长条形镜面组成，反射光束会聚在置于高处的长形塔式接收器上，接收器随反射器转轴平行移动。无论就目前还是从长远来看，CLFR和Solarmundo都比槽式系统的发电成本低。2双轴跟踪技术双轴跟踪系统中，聚光反射器的高度角和方位角都可调整，属于点聚焦方式，与单轴系统相比可以获取更高的集热温度。主要是碟式发电系统和塔式发电系统。2.1抛物碟式系统(1)澳大利亚国立大学SG3碟式系统SG3是一种有发展潜力的阵列技术。整个反射场

4、中的蒸汽被集中起来，然后流过大型蒸汽轮机。反射器呈六角形，直径25m,由54块三和形镜面组成。镜面材质为薄玻璃，其支撑结构由泡沫和轻金属组成。焦距为13.1m。镜面背部的支架用来改变反射镜的高度，底部支架用来改变方位角。该系统的研制重点强调减轻质量，加强结构。(2)波音SES盘式系统这一系统由美国研制，至今已运行10000多小时，日平均效率为24%,峰值效率29.4%,峰值电力24.9kW,太阳能利用率为96%。其特点是使用可工作于720°C的一种斯特灵引擎，并可用天然气驱动。2.2单塔-中央集中式发电系统塔式太阳能发电技术一直为大型单塔中央接收器的模式所统治。较成功的一个例子就是建于1

5、982年的美国SOLARONE系统。该系统具有11.7MW的发电能力，工作温度为510°C,采用水-蒸汽的换热方式，储热介质为油，介质的最高温度为302°C,峰值转换效率8.7%,年均转换效率5.8%o其后续系统是20世纪90年代发展起来的SOLARTWO,该系统证实了熔盐作为储热介质所具有的良好性质。近年来，西班牙建成了两个更为先进的商业化中央接收器塔式系统，分别是10MW的PS10项H和15MW的SolarTres项冃。2.3多塔-分布式系统由于碟式聚光系统的占地面积和外观均不适于城市环境，而更适合建于偏远地区，在城市中，塔式系统具有发展优势。西方一些国家对电力生产和输送管制的撤销，

6、使化石燃料电厂的分散式生产呈上升趋势，这就使得集中置塔的模式显得不合时宜，因而双轴系统在城市中的应用重点将向分散化塔式系统转移。3各种配套技术的发展趋势3.1聚光装置和吸收器先进的发电系统多采用镀银玻璃镜面作反射器，研制的方向是减轻质量并加强结构支撑力。锯具有良好的冶金性质，H前以其作为吸收器的选择性涂层的吸收率可达0.96。减少高温太阳能吸收器在高温状态下的辐射和对流损失可以提高系统的集热温度和效率。根据辐射光的分布，采用分级吸收器已被理论证实为可行的。在光伏-热组合系统屮，与传统光伏电池相比，新式光吸收器可以比电子收集器维持更高的有效温度。通过真空光电物形聚光器可以提高投射到光伏板上

7、的太阳能密度。光伏-热组合系统中新式光伏吸收板背部有翅片以增强换热。总体上说，气流温度升高时PV/T组件的产电量下降，怎样使两者之间达到最佳组合是今后的研究热点。3.2发电装置和热力循环为了保证一定的工作温度，目前多选用朗肯循环热机。山于成本相对较低，布雷登式小型汽轮机相对于斯特灵引擎來说，在双轴跟踪技术的市场上会占有越来越多的份额。在真空管集热系统和槽式系统中采用有机朗肯循环热机，则会成为光伏系统最冇力的竞争者。要在短期内使太阳能