聚光太阳能热发电技术CSP简介
聚光太阳能热发电技术
中国科学院电工研究所: 王志峰杜凤丽
1．发电原理和技术分类
聚光太阳能热发电（以下简称太阳能热发电）是通过光-热-功的转化过程实现发电的一种太阳能发电技术形式。发电原理为：反射镜将太阳光反射聚集到吸热部件上，产生高温蒸汽或空气，然后利用常规的发电循环实现发电。
根据聚光方式的不同，太阳能热发电技术主要点聚焦和线聚焦系统。点聚焦系统是将太阳光聚集到中央吸热器上，包括塔式和碟式；而线聚焦系统则把太阳光聚集到线性的集热管上，包括槽式和菲涅耳式。
塔式 碟式
槽式 菲涅耳式
各种聚光热发电技术的技术性能如下表所示：
表1 各种太阳能热发电技术性能
注：(d) =示范，(p) = 预计，ST 蒸汽轮机，CC 联合循环，SE斯特林机，GT 燃气轮机
各种太阳能热发电技术投入商业化应用的时间不同，因此技术的成熟程度也不尽相同。其中，槽式技术由于最早（1984年）投入商业化应用，电站运行经验相对丰富，因此是目前已建和在建装机容量中占比最多的技术类型。塔式电站虽然数量上没有槽式电站多，但是由于运行温度高、系统效率高，有后来居上之势。菲涅耳式也有小规模的示范电站，目前正在西班牙进行规模化电站建设（30MW）。碟式斯特林技术虽然系统效率最高，然而由于技术开发难度大，只是在今年年初才有首座1.5MW的电站投入运行。
2．优点
可再生能源发电面临的主要挑战之一是如何把能量储存起来，实现电力的可调节性。太阳能热发电的一个显著特点是其输出电力稳定，电力具有可调节性，可以满足尖峰、中间或基础负荷电力市场需求。太阳能热发电站可以设计蓄热系统，在云遮或日落后，蓄存的热能可以被释放出来，使汽轮机持续运行，从而保证输出电力的稳定性，并增加全负荷运行时数。此外，太阳能热发电站也可以和传统的蒸汽或联合循环电站整合（混合发电）。化石燃料辅助太阳能电站的循环，在提高汽轮机的最佳利用状态和电力输出可靠性方面都具有优势。
太阳能和光伏电力输出曲线
带有蓄热的热发电和电力负荷吻合情况
除了输出电力平稳、吻合电力负荷曲线外，太阳能热发电技术的主要受益点是其对环境的负面影响很小。太阳能热发电站（2007年技术）全生命周期的CO2排放仅为13-19g/kWh。
3．发电成本
由于各种太阳能热发电技术的技术性能参数和所处的发展阶段各不相同，因此对太阳能热发电成本的评价也不能一概而论。另外即使采用同一种技术形式的电站，由于建设地点、容量和其它技术参数存在差异，太阳能热电力成本也不尽相同。下表为1984年-1990年期间投入商业化运行至今的9座SEGS太阳能热发电站的数据，可以看出太阳能热发电的发电成本在11～27美分/kWh之间，投资成本在4500～2890美元/kW。
表2 美国SEGS电站相关数据
电站名称 SEGSI-II SEGSII-VII SEGSVIII-IX
地点 Dagget Kramer Junction Harper Laker
投入运行年份 1984-1985 1986-1988 1989-1990
容量 14MW、30MW5×30MW 2×80MW
传热介质 导热油 导热油 导热油
镜场出口温度 307-316℃ 349-391℃ 390℃
年发电效率 9.5-10.5% 11.0%-12.5% 13.8%
投资 3800-4500$/kW 3200-3800$/kW 2890$/kW
发电成本 0.27-0.18$/kWh 0.18-0.12$/kWh 0.14-0.11$/kWh
4．市场现状
截至2010年8月初，全球已投入运行的太阳能热发电站容量为891MW，其中，槽式技术占比94.57%，塔式技术次之。
80
17560.9
177.25
223.5
354355430
490.9
668.15
891.65
199020062007200820092010.08 (MW)
新增装机累计装机
全球已运行太阳能热发电
塔式4.37%
槽式94.57%
碟式0.17%
菲涅尔式0.89%
48.49%
47.94%
3.56%
西班牙美国
其它
太阳能热发电市场现状
美国和西班牙为太阳能热发电的两大主要市场，主要是因为美国和西班牙都有针对太阳能热发电的具体支持政策，如西班牙发布了太阳能热发电上网电价，其中固定上网电价约为27欧分/kWh.
此外，据不完全统计，目前在建太阳能热发电装机容量约1.9GW，预计于2012年前后投入运行，主要市场在西班牙。
塔式0.95%
槽式91.76%
碟式0.05%
I SC C 7.24%
美国3.88%
西班牙
92.69%
法国0.07%
阿尔及利亚1.29%
摩洛哥1.03%
埃及1.03%
在建的太阳能热发电站
5． 中国太阳能热发电情况
中国太阳能热发电技术的研究开始于1979年。经过30年的发展，中国在太
阳能吸热材料、太阳能热电转换材料、太阳能热电转换材料、太阳能储能材料、太阳能聚光装备、太阳能槽式真空管、太阳能吸热器、太阳能碟式聚光器、太阳能塔式热发电系统设计等有了较大的进步。目前标志性的项目是正在开展1MW 塔式电站的研究，发电工质参数390°C, 2.35MPa，将于2010年发电。
中国太阳能热发电技术的研究分为3个阶段。
第一阶段源于国家“八五”计划（1990年—1995年）。中国国家科学技术委员会支持中国科学院电工研究所、北京太阳能研究所、清华大学等研制槽式太阳能聚光器及真空管，负责单位为清华大学。
第二阶段为“十五”期间（2000年—2005年）。科技部依托863计划下达了10kW碟式-Stirling太阳能热发电研究，参加单位为中国科学院工程热物理所、电工所、新疆新能源公司、皇明太阳能集团有限公司等，负责单位为中国科学院电工研究所。河海大学在“十五”期间（2005年11月）与以色列合作在南京江宁建立了70KW太阳能与燃油混合热源发电试验台。
第三阶段“十一五”期间（2006年—至今）。科技部于2006年启动“十一五”863重点项目“太阳能热发电技术及系统示范”，项目支持1MW塔式太阳能热发电技术的研究，参加单位有四所大学，中国科学院的四个研究所和两家公司。同时还启动了3个目标导向课题和5个探索导向课题，分别对槽式真空管，Stirling发电设备，高温选择性涂层，热电材料及系统，储热技术等给予了支持。
1MWe塔式电站
4米高温真空管集热器 槽式系统回路 目前中国的太阳能热发电正处于研发和示范阶段，在建的容量为1MW，还未形成产业化发展。但是除储热材料外，太阳能热发电所用的材料与常规聚光和发电类似。常用的高温储热材料目前主要是硝酸熔融盐，合成油和高温混凝土。除430°C以上的导热油外，中国目前全部可以大规模生产。其他如耐候性高反射率玻璃等目前已经具备生产能力。目前中国已经具备提供大型塔式电站用定日镜的能力和产能，MW级太阳能塔式热发电站将会在2010年底发电运行。在槽式太阳能热发电方面，中国已经有300°C真空管，目前正在向450°C真空管迈进。
为了推进太阳能热发电的发展，中国国家能源局宣布今年将启动太阳能热发电的特许权招标。该项目位于内蒙古鄂尔多斯，规模为50MW。国家能源局表示，
希望通过大规模的特许权招标，以推动太阳能热发电这个新技术在中国的发展。
根据中国国家发展改革委员会2007年发布实施的《可再生能源中长期发展规划》(2006-2020)，到2020年，中国太阳能热发电总容量达到200MW。预计在未来的5-10年里，太阳能热发电将在中国实现商业化发展。
聚光太阳能发电
聚光太阳能发电 ?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体
加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日
聚光太阳能发电
聚光太阳能发电?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收
器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高
聚光太阳能热发电技术CSP简介
聚光太阳能热发电技术 中国科学院电工研究所: 王志峰杜凤丽 1．发电原理和技术分类 聚光太阳能热发电（以下简称太阳能热发电）是通过光-热-功的转化过程实现发电的一种太阳能发电技术形式。发电原理为：反射镜将太阳光反射聚集到吸热部件上，产生高温蒸汽或空气，然后利用常规的发电循环实现发电。 根据聚光方式的不同，太阳能热发电技术主要点聚焦和线聚焦系统。点聚焦系统是将太阳光聚集到中央吸热器上，包括塔式和碟式；而线聚焦系统则把太阳光聚集到线性的集热管上，包括槽式和菲涅耳式。 塔式 碟式 槽式 菲涅耳式 各种聚光热发电技术的技术性能如下表所示：
表1 各种太阳能热发电技术性能 注：(d) =示范，(p) = 预计，ST 蒸汽轮机，CC 联合循环，SE斯特林机，GT 燃气轮机 各种太阳能热发电技术投入商业化应用的时间不同，因此技术的成熟程度也不尽相同。其中，槽式技术由于最早（1984年）投入商业化应用，电站运行经验相对丰富，因此是目前已建和在建装机容量中占比最多的技术类型。塔式电站虽然数量上没有槽式电站多，但是由于运行温度高、系统效率高，有后来居上之势。菲涅耳式也有小规模的示范电站，目前正在西班牙进行规模化电站建设（30MW）。碟式斯特林技术虽然系统效率最高，然而由于技术开发难度大，只是在今年年初才有首座1.5MW的电站投入运行。
2．优点 可再生能源发电面临的主要挑战之一是如何把能量储存起来，实现电力的可调节性。太阳能热发电的一个显著特点是其输出电力稳定，电力具有可调节性，可以满足尖峰、中间或基础负荷电力市场需求。太阳能热发电站可以设计蓄热系统，在云遮或日落后，蓄存的热能可以被释放出来，使汽轮机持续运行，从而保证输出电力的稳定性，并增加全负荷运行时数。此外，太阳能热发电站也可以和传统的蒸汽或联合循环电站整合（混合发电）。化石燃料辅助太阳能电站的循环，在提高汽轮机的最佳利用状态和电力输出可靠性方面都具有优势。 太阳能和光伏电力输出曲线
塔式太阳能热发电技术
塔式太阳能热发电技术浅析 14121330 彭启 1.前言 太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚，生成高密度的能量，通过热功循环来发电的技术[1]。我国太阳能热发电技术的研究开发工作始于70年代末，一些高等院校和科研所等单位和机构，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究，并在天津建造了一套功率为lkW的塔式太阳能热发电模拟实验装置，在上海建造了一套功率为lKW的平板式低沸点工质太阳能热发电模拟实验装置[2~3]。 目前主流的太阳能热发电技术主要有4种方式：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式[4]，这4种太阳能光热发电技术各有优缺点。 塔式太阳能聚光比高、运行温度高、热转换效率高，但其跟踪系统复杂、一次性投入大，随着技术的改进，可能会大幅度降低成本，并且能够实现大规模地应用，所以是今后的发展方向。槽式技术较为成熟，系统相对简单，是第一个进入商业化生产的热发电方式，但其工作温度较低，光热转换效率低，参数受到限制。碟式光热转换效率高，单机可标准化生产、既可作分布式系统单独供电，也可并网发电，但发电成本较高、单机规模很难做大。线性菲涅尔式结构简单、发电成本低、具有较好的抗风性能，但工作效率偏低、且由于发展历史较短，技术尚未完全成熟，目前处于示范工程研究阶段。 2.发电原理与系统 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，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能[5]。 塔式太阳能热发电系统，也称集中型太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成，基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中，再利用高温介质加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。 塔式太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热罐中，再送回吸热器加热。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图1所示。 图1 塔式太阳能电站系统流程示意图
聚光太阳能发电的几种主要形式
聚光太阳能发电的几种主要形式 一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。 其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的
单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。 缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高 聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。 聚光太阳能发电与太阳能电池不同，太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能，可以在阴天操作，CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。 聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电系统由聚光太阳能接收器,聚光镜,阳跟踪机构组成.聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池,旁路二极管和散热系统等.聚光太阳能电池是将
太阳能光热发电技术
太阳能光热发电技术的应用与发展 摘要：太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源，在能源与环境问题日趋严峻的今天，很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践，并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式，目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式，太阳能有其环保的优势，但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。 1.太阳能热发电技术概述 能源与环境问题是当今世界面临的两个重要问题，随着化石能源的日趋枯竭，一次能源的利用成本也不断增加，由于大量的燃烧矿石燃料，使环境问题日益严重，温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇，为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式，世界各国也都在做积极的努力，已经有很多太阳能发电项目投入运行，太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。 太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/ m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为 0.20kW/m2，相当于有 102000TW的能量，人类 依赖这些能量维持生存， 其中包括所有其他形式的 可再生能源（地热能资源 除外），虽然太阳能资源总 量相当于现在人类所利用 的能源的一万多倍，但太 阳能的能量密度低，而且 它因地而异，因时而变， 这是开发利用太阳能面临 的主要问题。太阳能的这图 1 世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
高倍聚光光伏电池作为第三代太阳能发电技术
高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成 为太阳能领域的新焦点 经过30多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，已通过了优惠的上网电价法，随着具有40%转换效率的Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，HCPV采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。HCPV行业的产品包括了多结电池片外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。 电池芯片采用多结技术大幅提高光电转换效率 与硅基材料相比，基于III-V族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，大致要比硅太阳能电池高50%左右。III-V族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料——可选择不同的材料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接 近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后者的转换效率已近极限(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达68%。目前最多使用的是由锗、砷化镓、镓铟磷3种不同的半导体材料形成3个p-n结，在这种多结太阳能电池中，不但这3种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。 HCPV芯片的生产过程如下，首先利用MOCVD技术在4英寸锗衬底上外延砷化镓和铟镓磷形成3结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、PECVD、蒸镀等技术，制备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出HCPV芯片。HCPV芯片的主要生产商有美国的Spectrolab、Emcore，德国的Azurspace，加拿大Cyrium，中国台湾Arima、Epistar等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前HCPV芯片领域的新热点。 接收器要安全可靠稳定地应用于系统 聚光太阳能电池芯片被封装到光接收器中，接收器封装对太阳能电池进行保护，对会聚光均匀化，同时起到散热的作用。接收器组件还包括旁路二极管和引线端子。芯片的主要焊接工艺有回流焊和共晶焊，二者最主要的区别在于前者使用助焊剂焊接，在焊接后需要清洗去除残留助焊剂，而共晶焊使用无助焊剂的焊片焊接。为了将电从芯片导出，需要进行金带键合将芯片和外围电路连接起来。接收器组件的检验指标主要包括空洞率和电性能测试，空洞率是检验焊接良好与否的标准。电性能方面，5.5mm×5.5mm接收器组件在500倍太阳光下的光电 转换率高达38.5%以上。在实际使用中，还需要将接收器组件与二次光学器件、散热器封装在一起，组成完整的接收器。二次光学器件可以降低对跟踪器高精准度的要求，并使通过涅尔透镜聚焦后的光斑更加均匀地照射到电池芯片上。 二次光学元件通常是光学玻璃棱镜或中空的倒金字塔金属反射器。为了最大限度地利用太阳能资源，节省芯片材料以降低成本，可以提高电池的聚光倍数，
聚光光伏发电系统的技术难点分析(20210212095808)
聚光光伏发电系统的技术难点分析 因为太阳能的密度低!太阳照射到地面上的平均光强为1千瓦/平米：单晶硅的转化率可以达到23%,多晶可以达到16%,薄膜只能可以达到8眼转换效率最高的碎化稼电池片能到35$以上，但是用揶化稼制造的太阳能发电系统整体转换效率只有25%左右。 所以为了降低太阳能发电系统的价格，增加太阳光强是一个好的解决办法，要想增大光强需要用凸透镜或者菲尼尔透镜或者反光板把光汇聚起来：这样就能大大降低硅与碎化镣的使用量，从而降低太阳能发电系统的价格；这就是CPV（聚光光伏发电系统）的由来。 CPV系统的技术难点 CPV太阳能发电系统原理比较简单，为什么到现在全世界也没有几家公司做岀特别稳立且便宜的发电系统呢！在CPV领域原则上讲聚光倍数越髙造价就越便宜但是使用聚光的方式就会出现以下问题。 1、让单晶硅承受较高倍聚光 虽然砌化稼可以承受1000倍的光强，但是现在呻化稼价格昂贵，并且碑化繚中的碎是剧毒物质，不可能大幅度的降低制造成本，另外在以环保为主题的国际环境下也不可能大量使用，最后只能是单晶硅；但是单晶硅一般只能承受3到5倍的光强，在CPV领域3 到5倍的聚光几乎不怎么能降低成本，要想大幅度降低成本必须达到10左右。为了达到10 倍的聚光必须用特制的单晶硅。 2、散热： 普通的硅led/'' target二''_blank'' ＞光电池板在夏日中午时温度能到75度以上，普通的硅电池板在两倍太阳光强下时间一长就会起泡，任5倍太阳光强下10分钟就会就会起泡，在10倍太阳光强下5分钟就会起泡，起泡后太阳能电池片就会被氧化，在很短的时间内就会大幅降低效率，另外起泡后由于受热不均匀，常常有电池片炸裂的，这样系统就完全不可用。 如果太阳能电池板使用铝或者铜制的散热片进行自然散热，需要大量的散热片，造价特别贵，贵到比硅光片还要贵；如果使用强制风冷，就要使用大量的电能，得不偿失, 并且风扇的寿命与可靠性不高，要想达到高可靠性必须有错误检査与冗余设置，这样就会成几倍增加造价，如果在夏天的中午风扇坏了，整个硅光电池板有可能被彻底烧坏。如果使用水冷除了
太阳能热发电技术现状
i太阳能热发电技术现状 李强 衢州学院机械工程学院 4140113038 摘要：介绍了槽式、塔式和盘式太阳能热利用发电站的发展史和技术现状。指出槽式太阳能热发电站的功率可至 1000MW,是所有太阳能热发电站中功率最大的,其年收益也最高。塔式太阳能热利用发电站的功率可至1000MW，与槽式系统相比，在商业上还不成熟。但高温型塔式系统和燃气轮机混合发电或和混合发电站联合发电最具市场化前景。盘式太阳能热发电系统功率5-1000kW，它用在流动场所，应用范围大，除可满足用电需求，还可代替柴油机组。 关键词：太阳能热发电，进展。 Abstract：Groove is introduced, and disc tower solar thermal power plant's development history and the status quo of the technology. Points out that the trough type solar thermal power plants to 1000 mw of power, is the largest solar power in the thermal power plant, its annual revenue is the highest. Tower solar thermal power plant to 1000 mw of power, compared with the groove system, in business is not yet mature. But high temperature type tower systems and gas turbine hybrid power generation or joint power and hybrid power plants the most market prospects. Disc solar thermal power generation system power 5-1000 - kw, it is used in flow, application scope is big,
聚光型太阳能电池技术及现状
太阳能光电工程学院 《太阳能电池及其应用》 课程设计报告书 题目：聚光型太阳能电池技术及现状 姓名： 设计成绩： 指导教师： 摘要 本文概述了目前全球能源现状，以及聚光型太阳能电池的市场背景，表明了太阳能发电的重要性和前景，详细介绍了聚光型太阳能电池的技术、现状以及与普通太阳能电池的区别，并对普通太阳能电池与聚光型太阳能电池发电所需发电成本进行比较。详细介绍了塔式、槽式、碟式太阳能发电的原理及优缺点。
指出电池冷却技术的必要性和冷却技术。同时指出聚光型太阳能电池发展面临的困难和解决措施，以及今后的发展方向。通过改造电池制造工艺、提高转换效率、聚焦技术的应用等手段，可以有效降低光伏发电成本，也是国内外本领域研究的热点。其中采用聚焦技术是一个有效地方法。对常规太阳能电池进行聚光，使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，一定程度上克服了太阳能量的分散性，可以提高单位面积太阳电池的输出功率，大大降低光伏发电成本，具有很好应用前景。 关键词：聚光型太阳能电池技术措施 目录 绪言 (2) 1.聚光型太阳能原理及技术 (3)
1.1聚光型太阳能电池的原理 (3) 1.2聚光型太阳能电池的关键技术 (4) 1.3塔式太阳能发电技术 (5) 1.4槽式太阳能发电 (6) 1.5碟式太阳能发电 (7) 1.6电池的冷却技术 (7) 2.产品的的核心优势 (10) 2.1光电转换效率高 (10) 2.2单位面积输出功率高 (10) 3.现状与展望 (10) 3.1我国聚光型太阳能电池的现状 (10) 3.2展望 (11) 参考文献 (12) 绪言 随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，由于全球气候变迁、空气污染问题以及资源的日趋短缺之故，传统的燃料能源正在一天天减少，与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。寻找新能源成
太阳能聚光板发电技术项目 可行性研究报告 ——太阳能聚光发电
太阳能聚光板发电技术项目 可行性研究报告 ——太阳能聚光发电、海水淡化技术可行性报告 华夏高科技产业创新奖办公室 华夏高科技产业创新奖能源科技产业化发展研究中心 北京梧桐岭能源科技有限公司 2011年12月04日
目 录 第一章 项目意义------------------------------------------1第二章 国内外发展现状------------------------------------4 一、 国外发展现状--------------------------------------4 二、 国内发展现状--------------------------------------8 第三章 政策分析-----------------------------------------11第四章 太阳能资源---------------------------------------12 一、 太阳能的特点-------------------------------------12 二、 我国太阳能热能资源分布情况-----------------------13 三、 太阳能聚光热电技术首入中国-----------------------14 第五章 太阳能聚光板-------------------------------------15 一、 需求趋势-----------------------------------------15 二、 研发背景-----------------------------------------16 三、 市场前景-----------------------------------------17 四、 技术优势-----------------------------------------18 五、 财务分析-----------------------------------------18 第六章 市场预测-----------------------------------------20 一、 主要潜在市场-------------------------------------20 二、 目前太阳能产品的应用-----------------------------22 三、 自动跟踪技术应用前景-----------------------------23 第七章 效益分析-----------------------------------------26 一、 大型太阳能发电站---------------------------------26 二、 新型10倍聚光太阳能发电机------------------------29 第八章 项目总体方案-------------------------------------30 一、 聚光系统-----------------------------------------30 二、 储热系统-----------------------------------------31
聚光光伏(CPV)
聚光光伏 聚光光伏（CPV）是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术，CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。 使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。 技术展望 有别与传统硅晶型以及薄膜型，聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。这种太阳电池芯片在聚焦太阳光500倍左右时它的光电转换效能介于36-40%之间，光电模组的效能在22-28%之间。整个系统的效能在18-20%之间。以年度发电量而言，在相同的条件下，系统(结合双轴追日技术)约是传统硅晶型的1.2-1.4倍左右，此点是HCPV技术的竞争优势。HCPV技术最适合应用于大型电厂，特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区。 目前HCPV 的核心技术-三结化合物电池和高倍聚光技术的开发和制造已经突破了国外企业的封锁，目前在国内实现大规模量产的企业有国内上市企业三安光电旗下的日芯光伏，他们已经能够实现1000倍聚光和40%以上的光电转换效率。 日芯光伏科技有限公司参与了我国《聚光型光伏模块和模组设计鉴定和定型》认证技术规范制定工作，为通过本次认证，日芯光伏科技有限公司经过了申请、送样、型式试验、工厂检查、合格评定、发证等认证环节，也为我国今后聚光光伏组件的质量认证工作积累了宝贵经验。 系统效率比较能量转化效率 薄膜型太阳能 7%～9% 晶硅型太阳能 14%～17% 第一代核能电厂 30% 火力发电 36.8% 聚光光伏(CPV) 27%～30% 聚光光热 (CSP) 13%～19%
聚光太阳能光伏发电系统
聚光太阳能光伏发电系统商业计划书 XX(总经理) 2008.07
目录 一、经营概述-------------------------------------------------------------------------------------（2） 二、机构计划-------------------------------------------------------------------------------------（4） 2.1公司概况-------------------------------------------------------------------------------（4） 2.2公司法律体制-------------------------------------------------------------------------（5） 2.3产品和服务----------------------------------------------------------------------------（5） 2.4管理团队-------------------------------------------------------------------------------（6） 2.5管理体系建设-------------------------------------------------------------------------（8） 2.6会计制度-------------------------------------------------------------------------------（8） 2.7保险和安全措施----------------------------------------------------------------------（9） 三、营销计划-------------------------------------------------------------------------------------（10） 3.1市场简介-------------------------------------------------------------------------------（10） 3.2太阳能电池技术简介----------------------------------------------------------------（11） 3.3风险和竞争分析----------------------------------------------------------------------（13） 3.4主要核心技术-------------------------------------------------------------------------（13） 3.5发展历程-------------------------------------------------------------------------------（15） 3.6战略规划-------------------------------------------------------------------------------（17） 3.7生产和销售----------------------------------------------------------------------------（19） 四、财务分析-------------------------------------------------------------------------------------（21） 4.1财务需求概述-------------------------------------------------------------------------（21） 4.2财务预测分析和假设----------------------------------------------------------------（21） 4.32007-2010年，年财务预测表------------------------------------------------------（22） 4.42007-2010年，月财务预测表------------------------------------------------------（22） 4.52007-2010年，财务分析表---------------------------------------------------------（22） 五、证明文件--------------------------------------------------------------------------------------（23） 5.1营业执照复印件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.2董事会决议文件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.3管理团队个人简历--------------------------------------------------------------------（23） 5.4工厂租约复印件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.5产品第三方鉴定报告-----------------------------------------------------------------（23） 5.6与ARISE Technologies Corporation . 合作意向书------------------------------（23） 5.7与Soleid Energy Inc. 合作意向书--------------------------------------------------（23） 5.8与Eco-Stream Inc. 合作意向书-----------------------------------------------------（23） 5.9与江苏顺风光电有限公司合作意向书---------------------------------------------（23） 5.10与精钻机床有限公司合作意向书-----------------------------------------------------(23) 经营概述
太阳能热发电技术的现状及发展趋势
太阳能热发电技术的现状及发展趋势 在全球可持续发展的大背景下，“绿色能源”和“低碳生活”的概念正受到越来越多的关注，各国竞相开展以风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能等可再生绿色能源为主的研究和应用．同时从国家能源局获悉，我国首轮太阳能光热发电特许权招标项目，已于2010年6月底至7月初正式开始．此政策的颁布，打破了常规化石燃料发电占据整个发电行业的局面，意味着太阳能因其储量的无限性、利用的清洁性等特点一跃成为最热门的新能源之一，太阳能热发电技术将迅速进入商业化成长时期，成为解决当前能源、资源、环境等一系列问题的新兴产业．人们最早对太阳能热发电的研究，可以追溯到18世纪70年代在巴黎建立的第一个小型点聚集太阳能热交互蒸汽机，自此之后，各国对太阳能热发电技术的研究从未终止．在1981年至1991年间，全世界建造了多种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座(塔式为主);另外在1985至1991的6年间，在美国加州沙漠建成的9座槽式太阳能发电站，更是将发电成本降至8美分/kWh，太阳能热发电项目已成为各国建立新能源系统的方向之一．经过近30年的发展，部分太阳能热发电技术已完成试验和示范阶段，正向低成本、高产业化迈进．本文以目前研究最为广泛的聚光式太阳能热发电技术为对象，对各种聚光式太阳能热发电技术进行介绍、分析和比较，希望能得出对我国太阳能热发电行业具有建设性的意见． 1太阳能热发电技术的概念与分类 太阳能热发电主要是将聚集到的太阳辐射能，通过换热装置产生蒸汽，驱动蒸汽轮机发电．太阳能热发电与常规化石能源在热力发电方式上的原理是相同的，都是通过Rankine 循环、Brayton循环或Stirling循环将热能转换为电能，区别在于热源不同，太阳能发电的热源来自太阳辐射，因而如何用聚光装置将太阳能收集起来是大多数太阳能热发电的关键技术之一．此外，考虑到太阳能的间歇性，需要配置蓄热系统储存收集到的太阳能，用以夜间或辐射不足时进行发电，因此成熟的蓄热技术成为太阳能热发电中的另一关键技术．直接光发电和间接光发电是太阳能热发电中最常用的分类方式．直接光发电可分为太阳能热离子发电、太阳能温差发电和太阳能热磁体发电;间接光发电可分为聚光类和非聚光类，其中聚光类按照太阳采集方式可分为太阳能塔式发电、太阳能槽式发电和太阳能碟式发电;非聚光类主要有太阳能真空管发电、太阳能热气流发电和太阳能热池发电等．通常所说的太阳能热发电，主要指间接光发电，直接光发电尚在实验阶段．目前主流的太阳能热发电技术集中在塔式、槽式和碟式，它们因开发前景巨大而受到极大的关注． 2聚光式太阳能热发电技术 2.1塔式太阳能热发电
光伏,光热发电与聚光太阳能相互的上市集团公司一览
光伏、光热发电与聚光太阳能相关的上市公司一览 2011-07-01 来源:淘股论坛 1.太阳能-光伏电池 首先，太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式，而前者又分为单结晶形和多结晶形。其次，按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形、ⅢV族、ⅡⅥ族和磷化锌等。其三，太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 1.1.单晶硅 [1]、兰花科创： 兰花科创称，重庆兰花太阳能电力股份有限公司建设的1000吨单晶硅项目，分两期建设，一期为500吨。兰花太阳能的主要产品是单晶硅片。该项目目前仍处于建设阶段，单晶硅棒生产车间设备安装已完成60%，并试生产出一小部分单晶硅棒，还未进入批量生产。单晶硅棒属于单晶硅片的中间产品。单晶硅片生产车间设备还未安装到位。 [2]、大港股份： 公司完成了对子公司大成硅科技剩余25%股权的收购工作，大成硅科技有限公司主要从事晶体硅太阳能电池硅切片、硅棒的生产、销售。2008年7月1日，大成硅科技、江苏辉伦和公司在江苏省镇江市就太阳能单晶硅片购销签订《购销合同》。大成硅科技向江苏辉伦提供符合约定技术标注的125mm×125mm太阳能单晶硅片，合同金额45333万元，供货时间为2008年第三季度开始到2009年第四季度结束。 [3]、中环股份： 公司从事半导体分立器件和单晶硅材料研发、生产和销售，主要产品为高压硅堆、硅桥式整流器、快恢复整流二极管、单晶硅及硅切磨片等，其中分立器件产品主要应用于电视机、显示器、微波炉等各类电器;单晶硅材料主要应用于半导体集成电路、半导体分立器件、太阳能电池等。公司与航天机电共同组建内蒙古中环光伏有限材料公司，共同打造内蒙古光伏产业基地项目。该项目分四期建设，目标是建成年产800-1000MW太阳能单晶硅锭、硅片的生产基地。 [4]、拓日新能： 国际上只有西门子、夏普、德国RWE等几个厂家能够同时生产非晶硅、单晶硅、多晶硅三种太阳能电池，公司是国内唯一一家，公司使用的生产设备自制化程度高达70%以上。打破国内太阳能电池产业“国外设备垄断、国外技术包干”的双垄断格局。 [5]、海通集团： 公司将采取资产置换以及发行股份购买资产的方式置入亿晶光电100%
太阳能热发电技术现状及发展趋势
太阳能热发电技术的现状及发展趋势 【摘要】能源与环境的突出矛盾，给太阳能热发电产业带来了新的契机．从全 球太阳能热发电的现状出发，简要介绍了塔式、槽式、碟式等太阳能热发电技术及国内外的研究成果，并对这3种主流的太阳能热发电技术进行了分析和比较，最后立足本国实际，指出了我国太阳能热发电行业面临的问题和挑战，提出其广阔的发展前景． ［关键词］太阳能热发电，塔式热发电，槽式热发电，碟式热发电，现状及发展趋势 【Abstract】The prominent contradiction between energy and environment has brought solar thermal power industry newopportunities．Based on the present situation of global solar thermal power，three main forms of solar thermal power arebriefly introduced and compared:tower solar power，groove solar power and disc type solar power，including research re-sults at home and abroad．Considering the situation of our country，the problems and challenges of solar thermal power inChina were proposed，and the broad development prospects were also put forward in the paper． 【Key words】solar thermal power，tower solar power，groove solar power，disc type solar power 在全球可持续发展的大背景下，“绿色能源”和“低碳生活”的概念正受到越来越多的关注，各国竞相开展以风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能等可再生绿色能源为主的研究和应用．同时从国家能源局获悉，我国首轮太阳能光热发电特许权招标项目，已于2010年6月底至7月初正式开始．此政策的颁布，打破了常规化石燃料发电占据整个发电行业的局面，意味着太阳能因其储量的无限性、利用的