中国太阳能热发电发展.pdf

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1、中国太阳能热发电技术的发展中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室中国科学院电工研究所杜茜2009-4-23太阳能….电能光伏发电光热发电（多晶硅/单晶硅/薄膜电池等）（槽式/塔式/碟式等）原理光能—电能光能—热能---机械能---电能所发电力直流电，需通过逆变器转化为交流电交流电、可直接上网性质再上网；太阳光直射光及散射光直射光能量存储蓄电池（熔融盐/油/混凝土等）蓄热技术方式任何地方，如建筑物的屋顶等。对地形（坡度＜2%）及水资源有一定要求安装现多用于分散式并网发电。适宜建立大规模集中发电电站。发展现状多晶硅光伏电池广泛商业化。槽式已商业化，正在大规模推广主要的太阳能

2、热发电方式塔式槽式碟式/斯特林线性菲涅耳塔式系统•点聚焦技术：定日镜自动跟踪太阳，聚焦的阳光反射到位于接收塔顶的吸热器内。吸热器将太阳光能转变成热能并加热盘管内的传热介定日镜吸热器单元质（水或其它流体）,产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。•吸热器类型：空气、水/蒸气、熔盐。商业化初期的电站多使用水/蒸气作为工作介质（主要考虑到技术风险较小、结构相对简单）•吸热器中工作介质的温度可达500～1000℃，系统综合效率高。西班牙PS10槽式系统聚光器吸热管©线聚焦技术：采用抛物线型槽式反射镜面将太阳光聚焦到位于焦线的吸热管上，使管内的传热工质（油或水）加热至一定温度，然后

3、经热交换器产生蒸汽驱动汽轮发电机组发电©直接蒸汽发生（DSG）©吸热器内工作介质：合成油、熔盐等，介质的温度一般在400℃以内；系统综合效率比较低©目前已经验证成熟的技术（美国354MWSEGS电站），但国内不掌握关键部件（吸热管）制造生产技术美国SEG槽式电站碟式/斯特林系统•点聚焦技术：利用旋转抛物面反射镜，将入射阳光聚集在镜面焦点处，利用斯特林（Stirling）发电机直接发电。•聚光余弦效率最高，因此系统综合效率高（30%），但造价高。•单机模块容量2-25KW美国在建500MW碟式/斯特林系统•斯特林发电机的研制尚未成熟，系统的稳定性等仍是技术发展的瓶颈。美国Sa

4、ndia实验室碟式样机线性菲涅尔系统•线聚焦技术：槽式系统的简化；平面镜代替抛物面型曲面镜，通过调整、控制平面镜的倾斜角度，将阳光反射到集热管上，加热水工质（285℃），产生的高压蒸汽驱动汽轮机发电澳大利亚Ausra公司的•镜场可布置非常紧凑，土地利CLFR示范系统用率高，投资低，但聚焦精度降低，系统效率也将降低•目前只有小规模的示范系统目前世界上正在商业化运行的太阳能热发电站电站名称电站容量类型所在地点总投资发电成本/上网备注（MW）电价SEGS354槽式美国加州3800–27-11美分共9座2890$/kWe/kWh其中2座最高容量为80MW内华达1号64槽式美国内华达

5、2.66亿美元9-13美分/kWh世界第三大电站Andasol150槽式西班牙3.1亿欧元21欧分/kWh欧洲第一座Granda槽式电站PS1011塔式西班牙4000万欧元31-33欧分欧洲第一座Seville/kWh商业化塔式电站我国在槽式系统方面的研发中科院槽式聚光器+清华大学和北太所的直通式真空管，1995年长沙远大公司研制用于太阳能空调的槽式聚光器，500m2，2004年槽式系统方面的研发（续）中国科学院与皇明太阳能公司联合研制的12米10KWt槽式聚光器，2005年槽式系统方面的研发（续）•北京太阳能研究所•皇明太阳能集团•清华大学（北京市自然科学基金课题和国家8

6、63探索导向课题）（耐高温太阳能选择性吸收涂层和直通式真空集热管）•北京欧科能公司•河海大学•东南大学•东莞市康达机电工程有限公司（“国家重点新产品计划”项目立项）（中温太阳能真空集热管）•中国科学院电工研究所•武汉理工大学（科技部863目标导向项目）（空气环境中550°C下长期工作的太阳能选择性吸收涂层）中国科学院电工研究所与皇明太阳能集团合作研发的槽式高温集热管样管,2007年国内正在开展的槽式太阳能热发电项目•10kw槽式太阳能热发电示范工程：北京工业大学•100kW槽式太阳能热发电技术研究：南京中材天成新能源有限公司，2007年南京市第一批科技发展计划立项项目•1M

7、W槽式太阳能热发电示范工程：康达机电公司,2008年广东省“节能减排与可再生能源”重大科技专项•50MW槽式太阳能热发电项目的可行性研究报告编制：中德合资内蒙古施德普太阳能开发有限公司我国在塔式发电系统方面的研发中科院电工所与皇明太阳能集团联合研制的定日镜样机，2005-2007塔式系统方面的研发（续）中国科学技术大学理学院非线形成像聚光器，2004年中科院电工所+中科院长春光机所轮胎面聚光器，太阳能制氢，2007年轮胎面的聚光效果塔式系统方面的研发（续）河海大学+南京玻璃纤维研究院，40m2定日镜南京河海大学70