168体育app下载太阳能光热发电的技术特点与应用研究技术应用 264 2016 年 8 月 01 太阳能光热发电的技术特点与应用研究 廖 锷 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000 摘要：太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一，尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭，世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源，如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一，拥有巨大潜力，但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究，太阳能技术的开发不断深入...

　　技术应用 264 2016 年 8 月 01 太阳能光热发电的技术特点与应用研究 廖 锷 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000 摘要：太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一，尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭，世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源，如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一，拥有巨大潜力，但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究，太阳能技术的开发不断深入，太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。 关键词：太阳能电池；热发电；太阳能发电技术 中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671-5519（2016）08-0264-01 引言 太阳能光热发电的原理是，通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加热收集装置内的传热介质（液体或气体），再加热水形成蒸汽，驱动汽轮机组发电，简称光热发电技术。 1 光热发电的工作原理 太阳能光热发电的基本原理与常规火力发电相似，所示，它主要利用大规模阵列镜面集聚太阳热能，通过换热装置加热产生蒸汽，然后驱动传统的汽轮发电机产生电能。光热发电涉及光热电之间的转换，包括以下几个过程：光的捕获与转换过程、热量吸收与传递过程、热量储存与交换过程、热电转换过程。相比光伏发电而言，太阳能光热发电技术不需要昂贵的晶硅光电转换工艺，同时具有较高的发电效率。另外，利用相对成熟的热存储技术，可以存储部分热能168体育，到了晚上，利用蓄热发电。 2 技术类型、特点与应用范围 2.1 槽式光热发电 槽式光热发电系统主要由数百行抛物面聚光槽、中高温真空集热管构成的太阳能集热场以及一套传统的蒸汽涡轮发电装置组成。聚光反射槽由经过表面处理的金属薄板制成，单轴跟踪装置保证将太阳光准确反射到集热管上，将管内合成油加热到 400℃，高温热油通过热交换器产生蒸汽驱动涡轮发电机。槽式光热电站还配有储热管，用熔融盐作为介质将太阳能以热能的形式储存起来，需要时再放出热量用于发电。 2.2 塔式光热发电 塔式光热发电系统包括两部分：数以千计带有双轴太阳能追踪系统的平面镜（可将工质加热到 800℃）和一座中央集热塔。中央吸收塔的塔顶上安装有一个吸收器，塔周围的定日镜将太阳光聚集到塔顶接收器的腔体内产生高温，再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电。塔式 CSP 电站可以用水、气体、融盐作为导热介质，驱动汽轮发电机。 2.3 碟式光热发电 碟式光热发电系统由碟式反射镜、接收器和发电机组成。利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳光聚焦到一个焦点，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到 750℃左右，驱动发动机进行发电。碟式系统的太阳能接收器随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动，克服了塔式光热发电系统余弦效应引起的损失问题，光热转换效率也因此得到提高。和槽式不同的是，碟式接收器将太阳光聚焦于旋转抛物面的焦点上，而槽式接收器则将太阳光聚焦于圆柱抛物面的焦线 主要聚光发热技术路线比较 槽式技术成熟、但转换效率低；塔式效率高、但跟踪系统复杂、一次性投入大；碟式单机可标准化生产、但发电成本较高、单机规模很难做大；线性菲涅尔式投资少、发电成本低，但工作效率也偏低、也尚在研究、完善阶段。几种方式各自优势明显，同时缺点也很明显。表 1 比较了主要聚光发热技术路线 太阳能光热发电技术的发展趋势 太阳能是可再生能源的重要组成部分，因其限制条件较少，易于实施应用，能够实现大容量发电等技术优势。而太阳能光热发电以其与现有电网匹配性好、光电转化率高、连续稳定发电和调峰发电的能力较强、发电设备生产过程绿色、环保，不产生任何有毒物质等特点，越来越为国际社会所重视。在未来将有广阔的发展前景。国际能源署（IEA）下属的 SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会（ESTELA）和绿色和平组织的预测认为 CSP 到 2030 年在全球能源供应份额中将占 3%～3.6%，到 2050 年占 8%～11.8%，这意味着到 2050年 CSP 装机容量将达到 830 GW，每年新增 41 GW。 表 1 GSP 不同技术路线 光热太阳能发电技术未来的研发方向 太阳能光热发电技术（简称 CSP 技术）在未来的研发和应用中，将朝着“高参数、大容量、连续发电”这 3 个技术方面去攻坚克难。具体说，高参数即为聚光比高、运行温度高和热电转换效率高；为此必须在高反射率高精度反射镜、高精密度跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等核心技术和关键设备的研制中，加大研发力度。大容量主要指发电规模大，要形成 GM 级发电能力，主要是摊薄投资成本和单位发电成本，逐步具备与火力发电成本相当的竞争能力；发电连续性主要是提高储热效能。目前蓄热介质有蒸汽、导热油和熔融盐等。以熔融盐蓄能效果最高。目前，西班牙 Andasol 1 电站采用熔融盐蓄热可储热 7.5 h 发电量，意大利 Archimede 和西班牙 Andasol 电站可储热 15 h 发电量，目前均已经投入运行，后两座电站可连续 24 h 发电。蓄热技术的研究和发展使得光热发电在昼夜变化和天气阴晴变化时的发电应变能力大大提高。光热发电的稳定性和连续性大大加强。 6 结语 本文主要介绍了太阳能光热发电技术的工作原理，分析了太阳能光热发电技术的类型、特点与应用范围，总结了目前太保障能源供给、节能减排、保护环境具有重要的作用和意义，因此，我们还需加强对光热发电集热、聚热等关键技术的研究与攻关，以促进光热发电技术的不断成熟与广泛应用。 参考文献 [1]宿建峰，李和平，贠小银，等.太阳能热发电技术的发展现状及主要问题[J].华电技术，2013，31（4）：78-82. [2]李安定，李斌，杨培尧，等.碟式聚光太阳热发电技术[J].太阳能，2013（3）：25-27. [3]张传强，洪慧，金红光.聚光式太阳能热发电技术发展状况[J].热力发电，2014（12）：5-9.