塔式太阳能热发电站工作原理
蝶式、槽式、塔式太阳能发电区分详解

耗资22亿美元的“烧鸟项目”
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太阳能烟囱发电
在一大片圆形土地上盖满玻璃,圆中心建一高大的烟囱,烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走,驱动风力透平机发电。
1983年,西班牙建成一座太阳热气流(即太阳烟囱)发电站,发电功率50kW,用于进行探索性试验研究。
气动阻力低、发射质量小,因此近年来研发主要集中于具有更小单位功率质量比的空间电源应用领域,今后的研究方向主要是提高系统的稳定性和降低系统发电成本两个方面。
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碟式系统的缺点
1)造价昂贵,在三种系统中也是位居首位,目前碟式热发电系统的初投资成本高达4.7~6.4万元/kW;
(2)尽管碟式系统的聚光比非常高,可以达到2000℃的高温,但是对于目前的热发电技术而言,如此高的温度并不需要甚至是具有破坏性的。所以,碟式系统的接收器一般并不放在焦点上,而是根据性能指标要求适当地放在较低的温度区内,这样高聚光度的优点实际上并不能得到充分的发挥;
电站效率15.6%
诺贝尔奖,意大利物理学家鲁比亚主导。
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菲涅尔式太阳能发电系统
菲涅尔反射,线聚焦
结构简单,传动结构易于操作。
美国加州5MW示范,世界上第一个菲涅尔聚焦电站,水蒸气介质,温度450℃。
西班牙1.4MW示范,二期项目30MW
皇明,2.5MW示范,钢管镀膜。工业利用和供热。
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电力品质好、上网价格较低
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吸热器热损失:
辐射损失、对流损失、传导损失
吸热器黑色,辐射后白色
辐射温度超过1200℃,没有耐高温透光材料,吸热器敞开布置。对流损失大。
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世界最大塔式太阳能发电装置
塔式光热电站的原理

塔式光热电站的原理塔式光热电站的工作原理可以分为几个步骤。
首先,该系统利用大面积的反射镜(也称为聚光器)将太阳能聚焦到一个集热器上。
这个集热器位于塔顶部,是一个中空的结构,内部涂有吸热涂层。
当太阳光经过反射镜聚焦到集热器上时,集热器吸收光能,并将其转化为热能。
接下来,集热器中的工作介质(通常是水或油)会被加热,形成高温高压的蒸汽。
这个高温高压的蒸汽会被输送到塔底部的蒸汽发电机中。
在蒸汽发电机中,蒸汽的能量被转化为机械能,驱动发电机产生电能。
与传统的光伏发电技术相比,塔式光热电站具有许多优势。
首先,塔式光热电站可以实现集中式发电,通过将大面积的太阳能聚焦到一个集热器上,可以获得更高的温度和更高的能量密度。
这使得塔式光热电站比分散式的光伏发电系统能够更高效地利用太阳能资源。
塔式光热电站可以实现可储存性。
由于集热器可以将太阳能转化为热能,并将其储存为蒸汽的形式,因此塔式光热电站可以在夜间或阴雨天等无法直接利用太阳能的情况下仍然进行发电。
这种储存性使得塔式光热电站可以实现可靠的24小时不间断供电。
塔式光热电站还具有较低的环境影响。
与传统的化石燃料发电厂相比,塔式光热电站不会产生任何二氧化碳等温室气体排放。
它是一种清洁的能源选择,有助于减少对环境的污染和气候变化的影响。
然而,塔式光热电站也存在一些挑战和限制。
首先,塔式光热电站的建设成本相对较高。
由于需要大面积的反射镜和集热器,以及复杂的输送系统和发电设备,塔式光热电站的建设成本较高。
此外,塔式光热电站对地理位置的要求较高,需要充足的日照和足够的空间来安置反射镜和集热器。
在未来,随着技术的不断进步和成本的降低,塔式光热电站有望成为一种重要的可再生能源发电技术。
它可以为我们提供可靠的清洁能源,并有助于减少对化石燃料的依赖,减少温室气体的排放。
塔式光热电站是一种利用太阳能进行发电的技术。
它通过将太阳能转化为热能,并利用热能驱动发电机来产生电能。
塔式光热电站具有集中式发电、可储存性和较低的环境影响等优势,但也面临着建设成本高和对地理位置要求高的挑战。
塔式太阳能热发电站工作原理

2塔式太阳能热发电系统就是在空旷得地面上建立一高大得中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔得周围安装一定数量得定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶得接收器得腔体内产生高温,再将通过吸收器得工质加热并产生高温蒸汽,推动汽轮机进行发电。
3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。
对各个部件进行说明。
冷凝器:发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出得蒸汽得到冷凝,变成水,重新参加循环。
不同颜色得线条表示不同温度得工质。
4在大面积聚光方法中,与槽式聚光方式相比,塔式聚光有以下优点:1)槽式得聚光比小,一般在50左右,为维持高温时得运行效率,必须使用真空管作为吸热器件。
而塔式得聚光比大,一般可以达300到1500,因此可以使用非真空得吸热器进行光热转换,热转换部分寿命优于依赖于真空技术得槽式聚光技术。
2) 由于有大焦比,塔得吸热器可以在500℃到1500℃得温度范围内运行,对提高发电效率有很大得潜力。
而槽式得工作温度一般在400℃以内,限制了发电透平部分得热电转换效率。
接收器散热面积相对较小,因而可得到较高得光热转换效率。
5.塔式太阳能热发电系统得组成按照供能得不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统) 、发电系统3部分组成。
定日镜场系统实现对太阳得实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。
位于高塔上得吸热器吸收由定日镜系统反射来得高热流密度辐射能,并将其转化为工作流体得高温热能。
高温工作流体通过管道传递到位于地面得蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽,推动常规汽轮机发电。
由于太阳能得间隙性,必须由蓄热器提供足够得热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能得不足,否则发电系统将无法正常工作。
6大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛与常规岛构成。
集热岛包括定日镜场、吸热器系统与吸热塔。
吸热器为过热型腔式吸热器,吸热塔高118 m,过热型腔式吸热器安装在吸热塔92m 标高处。
热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成,高温蓄热工质为导热油。
蝶式,槽式,塔式太阳能发电区分详解

耗资22亿美元的“烧鸟项目”
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太阳能烟囱发电
在一大片圆形土地上盖满玻璃,圆中心建一高大的烟囱,烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走,驱动风力透平机发电。
1983年,西班牙建成一座太阳热气流(即太阳烟囱)发电站,发电功率50kW,用于进行探索性试验研究。
β-型斯特林机:隔离活塞,直线型气缸,斯特林申请专利机型,工艺易实现,最适用机型
γ-型斯特林机:与β类似,但动力活塞和隔离块分开,也是最适用机型
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碟式热发电系统的优点
光热转换效率高达85%左右,在三类系统中位居首位;
使用灵活,既可以作分布式系统单独供电,也可以并网发电。
介质为水/水蒸气,压力4.5MPa,温度300℃
设计效率21%,实际效率13.41%
水蓄热,50min。备用:燃气补燃,掺烧比12-15%
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西班牙PS20电站
2009年投产,当时世界最大的塔式电站
容量20MW
镜场面积15万平方米。塔高165米。
热效率提高10%
设计较为保守。蓄热方式为热水蓄热。高压热水变压气化,产生饱和蒸汽的方式。
相变式、热管式、混合式
直接式集热器
温度分布极不均匀
发电不稳定,不均匀
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斯特林发动机(引擎)
Stirling Engine
苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling
1816年,申请专利。
热机、外燃机
理论效率——最大效率,卡诺循环效率
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三种太阳能热发电原理

三种太阳能热发电原理太阳能热发电是指利用太阳能将其转化为热能,然后再将热能转化为电能的过程。
根据不同的工作原理,太阳能热发电可以分为三种类型:塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和盘式太阳能热发电。
1.塔式太阳能热发电原理:塔式太阳能热发电系统由一座高塔和数十个镜子组成,镜子会将太阳的光线聚焦在塔顶的接收器上。
接收器内装有一种叫做工质的物质,例如水或油,当工质受热时会产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到塔底的汽轮机中,进而驱动发电机发电。
塔式太阳能热发电系统可以通过改变镜子的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
2.槽式太阳能热发电原理:槽式太阳能热发电系统由一系列朝阳面的玻璃镜片组成,这些镜片会将太阳的光线聚焦在一条管道内。
管道内流动的是一个叫做工质的液体,例如水或油。
当光线聚焦在管道上时,工质会被加热,并产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到汽轮机中,进而驱动发电机发电。
槽式太阳能热发电系统可以通过改变镜片的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
3.盘式太阳能热发电原理:盘式太阳能热发电系统由一系列圆盘状的镜子组成,每个圆盘状的镜子都可以独立运动。
镜子会将太阳的光线反射到一个中央接收器上。
中央接收器内装有一种叫做工质的物质,例如水或油,当工质受热时会产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到汽轮机中,进而驱动发电机发电。
盘式太阳能热发电系统可以通过改变镜子的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
总结起来,塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和盘式太阳能热发电都是利用太阳能将其转化为热能,然后再将热能转化为电能的过程。
它们都采用了反射镜或玻璃等镜面材料来聚焦太阳光,将其转化为高温蒸汽,然后经过空气冷却后驱动汽轮机发电。
这三种太阳能热发电技术都具有相对高的能量转化效率,是一种对环境友好且可再生的能源发电技术。
塔式太阳能光热发电站运行规程

塔式太阳能光热发电站运行规程一、引言太阳能光热发电技术是一种以太阳能为能源,采用光热转换技术将光能转化为热能,然后再将热能转化为电能的发电方式。
塔式太阳能光热发电站是其中的一种发电方式,本规程旨在指导塔式太阳能光热发电站的正常运行,确保发电站的效率和安全。
二、塔式太阳能光热发电站的基本原理1.系统概述:–塔式太阳能光热发电站由太阳能反射镜组成,用于集中太阳光线。
–高温工质在集中的太阳光照射下被加热,并传递给蒸汽锅炉。
–蒸汽通过汽轮机转化为动力,带动发电机发电。
2.基本工作原理:–反射镜根据太阳位置实时调整,确保光线始终集中在接收器上。
–高温工质通过接收器流动,受热后进入蒸汽锅炉,产生高压高温蒸汽。
–高压高温蒸汽通过汽轮机转动涡轮,带动发电机发电。
三、塔式太阳能光热发电站运行策略1.日常运行策略:–确保反射镜清洁度,定期进行清洗和维护。
–检查并保持接收器的正常工作状态。
–准确调整反射镜,使其能够跟随太阳运动。
–定期检查和维护蒸汽锅炉和汽轮机系统。
2.太阳能资源利用策略:–根据太阳能资源的变化,调整反射镜的角度和位置,最大限度地利用太阳能。
–根据天气预报和太阳角度预测,调整塔式太阳能光热发电站的工作模式。
3.安全策略:–设置安全阀,避免发生爆炸等安全事故。
–定期进行安全演练,提高应急处理能力。
–定期检查线路和设备的绝缘性能,确保电气安全。
四、塔式太阳能光热发电站运行管理1.运行监测:–使用监测设备对发电站的温度、压力、能量产生等参数进行实时监测。
–建立运行数据记录和分析系统,定期对数据进行分析和评估。
2.运行维护:–定期进行设备巡检和维护,确保发电站的正常运行。
–根据设备检查结果制定维护计划,在保证安全的前提下进行设备维修和更换。
3.运行升级:–根据技术发展和设备更新要求,定期进行发电站的技术升级和设备更新。
4.应急预案:–制定塔式太阳能光热发电站的应急预案,包括火灾、地震等各种安全事故应急处理措施。
塔式太阳能热发电站工作原理

2塔式太阳能热发电系统就是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔的周围安装一定数量的定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的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。
3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。
对各个部件进行说明。
冷凝器:发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出的蒸汽得到冷凝,变成水,重新参加循环。
不同颜色的线条表示不同温度的工质。
4在大面积聚光方法中,与槽式聚光方式相比,塔式聚光有以下优点:1)槽式的聚光比小,一般在50左右,为维持高温时的运行效率,必须使用真空管作为吸热器件。
而塔式的聚光比大,一般可以达300到1500,因此可以使用非真空的吸热器进行光热转换,热转换部分寿命优于依赖于真空技术的槽式聚光技术。
2) 由于有大焦比,塔的吸热器可以在500℃到1500℃的温度范围内运行,对提高发电效率有很大的潜力。
而槽式的工作温度一般在400℃以内,限制了发电透平部分的热电转换效率。
接收器散热面积相对较小,因而可得到较高的光热转换效率。
5.塔式太阳能热发电系统的组成按照供能的不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统) 、发电系统3部分组成。
定日镜场系统实现对太阳的实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。
位于高塔上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能,并将其转化为工作流体的高温热能。
高温工作流体通过管道传递到位于地面的蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽,推动常规汽轮机发电。
由于太阳能的间隙性,必须由蓄热器提供足够的热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足,否则发电系统将无法正常工作。
6大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛与常规岛构成。
集热岛包括定日镜场、吸热器系统与吸热塔。
吸热器为过热型腔式吸热器,吸热塔高118 m,过热型腔式吸热器安装在吸热塔92 m 标高处。
热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成,高温蓄热工质为导热油。
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IkW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IKW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。
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2塔式太阳能热发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔的周围安装一定数量的定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的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。
3图示可以说为塔式太阳能热发电系统工作流程示意图。
对各个部件进行说明。
冷凝器:发电厂要用许多冷凝器使汽轮机排出的蒸汽得到冷凝,变成水,重新参加循环。
不同颜色的线条表示不同温度的工质。
4在大面积聚光方法中,与槽式聚光方式相比,塔式聚光有以下优点:1)槽式的聚光比小,一般在50左右,为维持高温时的运行效率,必须使用真空管作为吸热器件。
而塔式的聚光比大,一般可以达300到1500,因此可以使用非真空的吸热器进行光热转换,热转换部分寿命优于依赖于真空技术的槽式聚光技术。
2) 由于有大焦比,塔的吸热器可以在500℃到1500℃的温度范围内运行,对提高发电效率有很大的潜力。
而槽式的工作温度一般在400℃以内,限制了发电透平部分的热电转换效率。
接收器散热面积相对较小,因而可得到较高的光热转换效率。
5.塔式太阳能热发电系统的组成按照供能的不同主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统(热交换系统) 、发电系统3部分组成。
定日镜场系统实现对太阳的实时跟踪,并将太阳光反射到吸热器。
位于高塔上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能,并将其转化为工作流体的高温热能。
高温工作流体通过管道传递到位于地面的蒸汽发生器,产生高压过热蒸汽,推动常规汽轮机发电。
由于太阳能的间隙性,必须由蓄热器提供足够的热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足,否则发电系统将无法正常工作。
6大汉兆瓦级太阳能塔式热发电站由集热岛、热能储存岛和常规岛构成。
集热岛包括定日镜场、吸热器系统和吸热塔。
吸热器为过热型腔式吸热器,吸热塔高118 m,过热型腔式吸热器安装在吸热塔92 m 标高处。
热能储存岛由高温子系统、低温子系统组成,高温蓄热工质为导热油。
低温子系统是1 个100 m3的饱和蒸汽蓄热器,工质为饱和水蒸气。
常规岛由1 台8.4 t/h 的燃油辅助锅炉和1.5 兆瓦的汽轮发电机组构成。
热力循环过程包括两个方面:1、蒸汽的循环2、蓄热系统的循环7双级蓄热流程结构为解决太阳能的不连续的问题,蓄热储能成为太阳能热发电系统中的关键技术之一。
采用了双级蓄热流程结构,即将收集到的太阳能根据能量品位进行分级存储,高温能量由高温蓄热器存储,中温部分由低温蓄热器存储;蓄存能量释放时,高温蓄热器用于蒸汽的过热过程,而低温蓄热器用于蒸汽的发生过程,两者相互独立。
双级蓄热的优势主要有:①蓄热工质选择更加合理,高温蓄热器可以选择熔盐、矿物油、混凝土等作为蓄热工质,低温蓄热器可以选择中温相变材料或高压饱和水作为蓄热工质。
双级蓄热理念的提出可以大幅减小熔盐等价格昂贵的蓄热工质的使用量,同时减小了高温蓄热装置的容积,使得蓄热子系统的投资大幅度降低;②高、低温蓄热器功能独立,两个蓄热器工作条件稳定,避免了单一蓄热器中蓄热和放热过程中复杂的控制环节;③技术风险小,高温蓄热器的热容量仅为低温蓄热器热容量的20%左右,在我国熔盐蓄热技术还不成熟的条件下,可以大幅降低蓄热技术给系统带来的风险,同时促进我国熔盐蓄热技术的研究与应用。
(2)双运行模式太阳能吸热器是塔式太阳能热发电系统中的另一个关键技术。
在塔式太阳能热发电新系统中,以水蒸汽为吸热工质,且聚光集热子系统、蓄热子系统与蒸汽动力子系统可以采用解耦与耦合的双运行模式。
即在太阳辐射强度高时,吸热器生产高压过热蒸汽,一部分直接驱动汽轮机,富余部分进入高、低温蓄热器中进行蓄热;当太阳能辐射强度低或没有太阳能时,蓄热子系统启动,同时产生蒸汽进入汽轮机做功,以延长汽轮机高效运行时间,提高发电效率。
双运行模式不仅提高了系统对太阳能不连续、不稳定的适应性,更为今后太阳能热发电提高效率、降低发电的成本奠定了宽广的基础。
(3)多冗余的过热蒸汽供应保障体系本节提出的三个方案均采用三重过热蒸汽供应保障系统,即太阳能吸热器直接供应过热蒸汽、高温蓄热器产生过热蒸汽供应和辅助锅炉提供过热蒸汽。
多冗余的过热蒸汽供应保障体系不仅为本示范电站的安全运行提供可靠保证,也为今后开拓多能源(太阳能和其他能源)互补系统的探索提供可行途径。
9 接下来给大家讲解对于我们塔式太阳能热发电系统来说,所有可能的工作模式。
首先是通过一个系统流程图,把所有可能的工作模式集中在一起简单介绍一下。
其次通过系统图,给大家详细讲解。
在系统流程图中,塔式太阳能热发电系统包括吸热器、辅助锅炉、储能系统和汽轮发电机。
还包括各个子系统间的连线,箭头方向表示工质的流向。
模式1:10槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统,是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列,聚焦太阳直射光,加热真空集热管里面的工质,产生高温,再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。
3个图片,从局部到整体,描绘了从单个槽型抛物面聚光集热器,到槽型抛物面聚光集热器的镜场,最后到整个槽式太阳能热发电站的情况。
11接下来用一个3D的模型来说明槽式太阳能热发电站的构成。
按条目分别说明。
12类似于塔式太阳能热发电站系统组成的分类,将槽式太阳能热发电站分为3个部分。
1,集热器镜场部分:单个槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
多个槽式太阳能聚光集热器经过串并联之后,构成镜场。
热传输与交换系统包括连接镜场槽式聚光集热器的管道。
根据不同的导热液,槽式集热器把导热液加热到至400度左右。
由于槽式太阳能热发电系统的热传输管道特别长,为减小热量损失,管道外要有保温材料、管道要尽量短;长长的管路需液传输来推动导热液的循环,要设法减小导热液泵功率,这些都是重要的技术。
导热液可用苯醚混合液、加压水混合液、导热油等液体,传热方式可直接传热也可采用相变传热。
传热液通过热交换器把水加热成300度左右的蒸汽,水蒸气去推动蒸汽轮机旋转带动发电机发出电来,热交换器有板式、管式等多种结构,这里就不介绍了。
可能云彩会挡住阳光,为保证系统稳定运行,在系统中要有储热装置,一般有高温储热罐与低温储热罐等。
对于低温会冻结的导热液,必须有辅助加热器维持导热液温度避免冻结。
若需要在太阳能不足时也能供电,就要在系统上并联天然气锅炉,保证汽轮机正常运行。
最后一个部分:发电子系统部分从热交换器输出的过热蒸汽送往蒸汽轮机发电,从蒸汽轮机排出的水经冷凝器转为水,再由给水泵送往热交换器,再次产生蒸汽推动蒸汽轮机。
发电机发出的电经变压器转换成高压电输送到电网。
13槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
反射镜一般由玻璃制造,背面镀银并涂保护层,也可用反光铝板制造反射镜,反射镜安装在反光镜托架上。
槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上,在该条线上装有接收器的集热管。
集热管内有吸热管,用来吸收太阳光,加热内部的传热液体,一般用不锈钢制作,外有黑色吸热涂层。
为了减小热量散发,集热管外层装有玻璃套管,在玻璃套管与吸热管间有空隙并抽真空。
集热管通过接收器支架与反射镜固定在一起构成槽式集热器,反光镜托架上有与集热管平行的轴,集热器通该轴安装在集热器支架上,可绕轴旋转。
14聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成,成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点(或焦线),以获得高强度太阳能。
由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面,由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面(槽式抛物面),在工业应用中称槽式聚光镜。
在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。
根据光学原理,与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上,焦点在镜面的轴线上,见下图(a)。
把接收器安装在反射镜的焦点上,当太阳光与镜面轴线平行时,反射的光辐射全部会聚到接收器.槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线(带)上,故集热器的接收器是长条形的。
一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。
槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80,最高聚热温度约300度至400度。
15由分类得知,槽式太阳能热发电技术分为中温技术、高温技术和DSG直接蒸汽技术。
不同的温度需要不同的集热器。
从两种集热器类型的比较,可以得到结论:真空集热管各方面参数都高于非真空集热器。
但是,价格问题限制了真空集热器的推广。
16集热器:针对国内平板集热器与国外的技术和质量的差距,应采取以下措施提高平板集热器的性能和质量:1)研究开发适用于平板太阳能集热器的选择性涂层,涂层应具有高吸收率、低红外发射率、优异的耐热耐湿耐候性能和适宜的加工成本;2)广泛采用低铁高透过率盖板玻璃。
目前已有多个玻璃厂家开始生产适用于太阳能集热器的低铁玻璃,国内外玻璃质量差距越来越小;3)重视集热器的优化设计,改善制造工艺,保证结构的严密性,减小集热器的散热损失;4)选用钢化玻璃作为集热器盖板,提高集热器部件质量,采用优化结构设计,确保集热器可以经受防冰雹、淋雨、空晒、耐压、热冲击等性能试验,提高集热器寿命,减少系统维护费用;5)跟踪国外平板集热器先进技术和工艺,开发新型平板集热器太阳能系统,提高平板集热器市场占有率反射板:选择高反射率的涂层,反射板的强度问题。
支架:单个的槽型抛物面聚光集热器大小达到100*6米左右,大整体镜面,风阻很大,因此国外现有的槽式太阳能热发电系统一般应用于无风或微风的荒漠地区,与我国北方多风甚至大风的气候条件有很大差异,在我国应用必须要改变或加强反射镜的支撑结构以增加槽式系统的抗风性能,这样必然导致初投资成本和热发电成本在目前国外2890美元/kW和17美分/kwh的水平上大幅上扬。