塔式太阳能热发电系统
浅谈我国塔式太阳能热发电技术现状及其展望
独使用太阳能运行， 安装成燃料混合 （ 如与天然气、 生物质气 可 用
塔式系统
１ ０ ． ２ Ｏ兆瓦
５ ６ ５ ／ １ ０ ４ ９
碟式系统
５ ． ２ ５兆瓦
７ ５ ０ ／ ｌ ３ ８ ２
３ ０ ． ３ ２ ０兆瓦
３ ９ ０ ／ ７ ３ ４
年容量因子 峰值效率 年净效率
合传 统 汽轮 发 电机 的工 艺 ， 将 热 能 转化 为 电能 ， 从 而达 到 发 电 约 占全国总面积的 ２ １ ３以上 ， 具有利用太阳能的良好条件 ； 除 的 目的。太 阳能 热 发 电系 统 主 要 由集 热 系 统 、 热 传 输 系统 、 蓄 四川盆地及其毗邻 地区外 ，中国绝大部分地 区的太阳能资源 热 贮 能 系统 、 热机 、 发 电机 等 组成 。 集热 系 统 聚集 太 阳 能之 后 ， 都 相 当于 或 超 过 外 国 同纬 度 的 地 区 。 因此 ．中 国具有 极 大 的 经过 热 传 输系 统 将聚 集 的太 阳 能传 给 热 机 ， 由热机 产 生动 力 ， 太阳能潜力 ， 应该大力着手太阳能发 电的研究开发。另外， 中 带动 发 电机 发 电。 国的西部高原地区和东部沿海地区，都有丰富的太阳能资源 以及 盐湖 和 盆 场 ， 所 以在 中 国进 行 太 阳池 发 电 的研究 和 应 用 ， 按太阳能采集方式划分 ，目前热发电系统主要有 ３种类 也 是 很有 前 途 的 。
地域广 ， 太阳能热能发电技术容易掌握 ， 能量 巨大， 清洁可用等方面讨论 了我国发展太阳能发电技术产业的问题和趋势。
关键 词 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ５ １ ４ ｌ 有 关塔 式 太 阳 能热 发 电技 术简 介
１ ． １ 太 阳能 热发 电
塔式太阳能热发电镜场的优化与仿真研究的开题报告
塔式太阳能热发电镜场的优化与仿真研究的开题报告一、选题背景随着全球能源消耗的增加和可再生能源使用的不断推广，太阳能逐渐成为了新型的清洁能源。
太阳能热发电技术由于其高效、稳定、可存储等特点，成为了可再生能源中一个非常有前途的领域。
而塔式太阳能热发电技术则是太阳能热发电技术中的一种重要形式，其具有集中度高、发电效率高等优点。
在塔式太阳能热发电系统中，镜场的设计、排布和优化对系统的性能影响较大。
因此，对塔式太阳能热发电镜场的优化与仿真研究具有重要意义。
二、研究目的本文旨在对塔式太阳能热发电镜场进行优化与仿真研究。
具体研究目的包括以下几个方面：1. 建立塔式太阳能热发电镜场的模型，并优化镜场的布局方案，提高其收集太阳能的效率。
2. 分析不同气象条件下的镜场运行情况，并评估其发电性能。
3. 对不同材料的反光镜进行性能测试，确定最为适合塔式太阳能热发电镜场使用的反光镜材料。
三、研究方法本文将采用以下几种研究方法：1. 建立塔式太阳能热发电镜场的三维模型，使用光线跟踪方法模拟太阳光的反射和聚焦，采用计算机模拟和优化等方法对镜场的布局方案进行优化。
2. 分析不同气象条件下镜场运行情况，使用仿真软件模拟太阳能热发电系统的运行过程，并得出系统在不同气象条件下的发电性能。
3. 对不同反光镜材料进行性能测试，包括反射率、抗反射性能、耐候性等方面的测试，并评估其是否适合用于塔式太阳能热发电镜场。
四、研究内容本文将主要围绕以下几个方面开展研究：1. 塔式太阳能热发电镜场的建模与优化：建立塔式太阳能热发电镜场的三维模型，使用光线跟踪方法对镜场的布局方案进行优化。
2. 不同气象条件下的镜场运行情况分析：通过使用仿真软件模拟系统的运行过程，分析不同气象条件下的镜场运行情况，并评估其发电性能。
3. 不同反光镜材料的性能测试：对不同反光镜材料进行性能测试，并评估其适用性和实用性。
五、进度安排第一阶段（1个月）：查阅相关文献，了解塔式太阳能热发电镜场的相关知识和技术要点。
光热发电(槽、塔、碟)
光热发电太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。
采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。
而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。
目录简介太阳能光热发电是新能源利用的一个重要方向。
太阳能光热发电是太阳能利用中的重要项目，只要将太阳能聚集起来，加热工质，驱动汽轮发电机即能发电。
1950年，原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站，建造了一个小型试验装置。
太阳能光热发电70年代，太阳电池价格昂贵，效率较低，相对而言，太阳热发电效率较高，技术比较成熟，因此当时许多工业发达国家都将太阳热发电作为重点，投资兴建了一批试验性太阳能热发电站。
据不完全统计，从1981～1991年，全世界建造的太阳能热发电站（500kw以上）约有20余座，发电功率最大达80mw0按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。
这些电站基本上都是试验性的。
例如，日本按照阳光计划建造的一座1mw塔式电站，一座1mw槽式电站，完成了试验工作后即停止运行。
美国10mw太阳1号塔式电站，进行一段时间试验运行后及时进行技术总结，很快将它改建为太阳：号电站，并于1996年1月投入运行。
80年代中期，人们对建成的太阳能热发电站进行技术总结后认为，虽然太阳能热发电在技术上可行，但投资过大（美国太阳：号电站投资为1．42亿美元），且降低造价十分困难，所以各国都改变了原来的计划，使太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。
例如，美国原计划在1983～1995年建成5～10万kw和10～30万kw太阳能热电站，结果没有实现。
4 t7 正当人们怀疑太阳能热发电的时候，美国和以色列联合组成的路兹太阳能热发电国际有限公司，自1980年开始进行太阳热发电技术研究，主要开发槽式太阳能热发电系统，5年后奇迹般地进入商品化阶段。
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。
太阳能热发电系统组成
太阳能热发电系统组成
太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面.80年代以来美、欧、澳等国相继建立起不同型式的示范装置，促进了热发电技术的发展。
世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。
太阳能热发电系统的分类1）槽式线聚焦系统
该系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热，在换热器内产生蒸汽，推动常规汽轮机发电
2）塔式系统
塔式太阳能热发电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温。
3）碟式系统
抛物面反射镜/斯特林系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，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
4）三种系统性能比较
三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。
三种系统均可用单独使用太阳能运行，也可安装成燃料混合系统。
所以接下来跟随小编详细的了解一下槽式线聚焦系统。
槽式太阳能热发电系统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，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。
一、槽式太阳能热发电系统的工作原理
槽式太阳能热发电系统的原理：采用只向一个方向弯曲的抛物面槽形镜面集热器将太阳光。
2023塔式及槽式光热发电技术分析及设计参考资料
研究如何做到布局紧凑、合理，管线连接短捷、整齐。
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7. 编写光热发电技术方案主要内容
7. 光热发电储热系统设计 光热储热系统的系统组成、储热形式、关键技术、性能参数和技术指标进行设计研究，一方面对熔融盐储 热系统进行分析，主要包括熔融盐泵、熔融盐蒸汽发生器、熔融盐系统伴热等，另一方面对熔融盐储热系 统的相关计算进行研究，确定设计方案。 8. 光热工艺系统集成设计
《太阳能熔盐(硝基型)国家标准》（GB∕T 36376-2018 ）
《太阳能光热发电站调度命名规则》（GB/T 40866-2021）
《太阳能热发电厂储热系统设计规范》（DL∕T 5622-2021）
《光热发电站性能评估技术规范》（GB/T 40614-2021）
《太阳能热发电站储热系统性能评价导则》（GB/T 41308-2022）
《太阳能热发电厂蒸汽发生系统设计规范》（DL/T 5605—2021）
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9. 世界部分大型光热电站汇总
项目名称 Noor Energy I
Ivanpah Solana Ashalim Cerro Dominador 乌拉特中旗 敦煌 Xina Solar One
项目地 阿联酋
美国 美国 以色列 智利 中国 中国 南非
➢ 为了降低安装难度，提高装配效率，大尺寸集热器必然 朝向部件标准化、轻量化、坚固化来发展。
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6. 熔盐储热
光热发电在发电稳定性优于光伏发电，靠的就是拥有储热系 统。储热系统用的储热介质多为熔盐，常见的光热熔盐品种 有 二 元 盐 （ 40%KNO3+60%NaNO3 ） 、 三 元 盐 （53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO2）和低熔点熔盐产 品等。对于光热发电而言，二元熔盐的应用较为广泛及成熟。 技术优势
塔式太阳能热发电项目中定日镜场的低压供电接地系统分析
电源电气装置在电源处的接地电气装置的保护接地外露可导电部分L L L PE 图1 TN-S 低压供电接地系统的接地示意图Fig. 1 Schematic diagram of grounding of TN-S low-voltagepower supply grounding systemTN-S 低压供电接地系统的优点是：若定日镜场的电气装置端发生故障，则故障电流将通线流回至常规岛电源点，不会在定日镜场的电气装置端出现过高的对地电压，触电危险大幅减小。
2.2 TT 低压供电接地系统方案TT 低压供电接地系统中只有1处直接接地，电源电气装置在电源处的接地电气装置的保护接地外露可导电部分L L L PE 图2 TT 低压供电接地系统的接地示意图Fig. 2 Schematic diagram of grounding of TT low-voltagepower supply grounding system如果在定日镜场采用TT 低压供电接地系统，则定日镜场低压供电接地系统与常规岛低压配电装置接地系统将无直接联系，定日镜场电气装置可在定日镜场内可靠接地；当定日镜场或常规岛大地R BI dI dR A接地线接地线在电源处的接地系统在定日镜场区域的接地系统L 1L 2L 3图3 TT 低压供电接地系统发生接地故障短路时的示意图Fig.3 Schematic diagram of TT low-voltage power supply grounding system in case of ground fault short circuit采用TT 低压供电接地系统时，定日镜场内电气装置的外壳应直接与大地连接，当定日镜场内电气装置发生接地故障短路时，故障电流的回路是“电气装置外壳—大地—变压器中性点—电网”。
由于TT 低压供电接地系统回路中有较大的接地电阻(大地)，因此当定日镜场内电气装置发生接地故障短路时，很难使线路上的保护装置动作。
熔盐塔式光热电站工作原理
熔盐塔式光热电站工作原理
1 引言
熔盐塔式光热电站是目前较为成熟的太阳能发电技术之一，能够
充分利用太阳能的热能产生电能。
该技术具有太阳能发电高效、稳定、安全等特点，成为新型清洁能源的重要代表。
2 熔盐塔式光热电站的工作原理
熔盐塔式光热电站的主要组成部分包括太阳能反射镜、熔盐储罐、热交换器、蒸汽发生器、蒸汽涡轮机、发电机等。
当太阳光照射到反
射镜上时，镜面将太阳光聚集到一个具有高温的熔盐罐上，使其内部
温度急剧升高。
熔盐罐中的熔盐将被加热，并且被输送到熔盐贮罐中。
3 熔盐储罐
熔盐储罐是熔盐塔式光热电站的核心部分，也是储存热能的重要
设备。
熔盐储罐是通过熔盐吸收太阳能的热量，将高温的热能转化为
潜在能量存储起来。
熔盐储罐可将热能储存起来，利用热能直接生产
电能或储存在热储存器中。
4 热交换器
热交换器在熔盐塔式光热电站中也是一种重要的设备，其作用是
将熔盐储罐中的热量传递给水，并变成蒸汽，进而驱动涡轮机，产生
电能。
热交换器的主要作用是提高热能利用率，在保证转化过程中没
有损失热能。
5 蒸汽发生器
蒸汽发生器是将熔盐储罐中的热量通过热交换器的热传导作用，将水加热转化为蒸汽的一个过程。
蒸汽发生器利用热量驱动涡轮机，根据发电机的原理，将热能转化为电能。
6 总体讲述
总之，熔盐塔式光热电站是利用镜面将太阳能聚集在一起，通过熔盐罐捕捉太阳能，转化为热能，进而通过热交换器、蒸汽发生器等设备将热能转化为电能，是一种新型有效的清洁能源。
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塔式太阳能热发电系统
太阳能热发电系统主要由集热系统、热传输与交换系统、发电系统组成。
集热系统
塔式太阳能热发电系统采用多个平面反射镜来会聚太阳光，这些平面反射镜称为定日镜。
下图是一个塔式太阳能集热器的示意图，为清楚显示图中仅绘制了少量的定日镜，许多定日镜同时把太阳光反射到接收器上，接收器安装在高塔上。
塔式太阳能集热器示意图
定日镜分布在塔的周围，在北方纬度较高地区，太阳高度低，在塔南部的定日镜利用率低，定日镜分布在塔北部较合适；在低纬度地区可在塔四周分布定日镜。
许多定日镜组成庞大的定日镜场，其聚光面积非常大，也可以把它看成一个庞大的成像聚光太阳能集热器，所以塔式太阳能集热装置聚光比很高，接收器工作温度往往达千度以上。
下面有两张来自网上的照片，供大家参考
塔式太阳能热发电场照片
塔式太阳能热发电场照片
定日镜
定日镜主要由平面反射镜与跟踪机构组成。
反射镜可由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造，反射镜安装在反光镜托架上。
下面是来自网上的定日镜照片
定日镜照片
大型定日镜面积达百平方米以上，由多块平面镜拼成，对于超大定日镜上的多块镜面可略摆成抛物面状，便于集中太阳光。
定日镜的面积相比定日场是很小的，而且距接收器又远，要把阳光准确反射到接收器必须准确的跟踪定位，定日镜一般采用双轴跟踪结构，控制方法用传感器跟踪与视日跟踪法并用。
每个定日镜都有独立的跟踪系统，勿需集中控制。
接收器
塔式接收器是把太阳光能转换成热能的装置，根据采用的导热介质不同而不同，目前主要有外部受光型与空腔型。
外部受光型接收器
太阳光照射到接收器的吸热部件上再传给导热介质，一些技术类似于太阳能集热器，但塔式接收器的工作温度很高，体积大，受光面积至少比一个平面定日镜面积要大许多。
下面是排管式接收器示意图，若干直管排成圆筒状，每根管上端接上联管、下端接下联管，所有直管通过联管并联，排管表面涂覆吸热材料。
上联管与下联管外有保温层与外壳（图中未表示）。
导热介质从下联管进入通过排管从上联管出，会聚的阳光加热排管，导热介质也就被加热
了。
排管式接收器示意图
下面是翅管式接收器示意图，去掉部分排管，空出部分安装翅片（吸热板），翅片是导热良好的耐温金属，紧密焊接在排管上，排管与翅片涂覆吸热材料。
会聚的阳光加热翅片与排管，排管内的导热介质也就被加热了。
翅管式接收器示意图
如同普通太阳能集热器一样，塔式接收器也有采用热管式的，下面是热管式接收器示意图。
不同的是这是高温热管，热管下部分是吸热段，焊有翅片（吸热板），是接受阳光的区域；热管上部分是放热段，也焊有翅片，是把热量传送给工作介质的地方，翅片加大热管的传热面积，所有热管放热段均密封在联箱内。
热管式接收器示意图
热管内用钠或钾或锂或相关合金等，利用其熔液的蒸发相变来传热。
钠的熔点是97.7度，沸点是883度；钾的熔点是63.4度，沸点是759度；锂的熔点是180.5度，沸点是1347度。
以上三种接收器的太阳光直接照射在热管上，再传给工作介质，也称为外部受光型接收器，这种接收器可四周受光，多用在大型太阳能系统中，其缺点是热管直接暴露而产生热量散失。
能否像普通集热器那样加上玻璃外套抽真空，事实上很困难，因为接收器体积太大。
对于简单的场合与流动性好的工作介质，也可用简单的结构，就是螺旋盘管，见下图。
螺旋盘管加热路径长、无接头、机构简单，适合高压高速流动的工作介质。
螺旋盘管接收器示意图
空腔型接收器
空腔型即腔体式接收器，用耐高温材料制成的空腔，空腔一面开口装有透光好耐高温的石英玻璃，腔内壁有金属网以增大吸热与交换面积。
腔内似绝对黑体，吸热性能很好，会聚的阳光透过石英玻璃窗口能在腔内产生很高温度，传热的工作介质（一般用高压空气）通过腔内被加热成1000多度的高温气体输出。
由于腔体有保温层，故热损失小，空气价格又便宜，但空气热容量小、导热系数低，如何高效传热是主要的技术问题。
腔体式接收器目前多是只有一面开窗的，故接受阳光的角度是有限的，一般不超过120度。
热传输与交换系统
与槽式集热器不同的是塔式集热器的管路短，工作温度高，接收器的工作介质通常采用熔盐液，熔盐液在接收器中加热到600余度输送到高温储热装置，在热交换装置将水加热成高温蒸汽后进入低温储热装置保存（约280度）。
熔液泵再把低温的熔盐液送入接收器加热。
塔式太阳能热发电系统示意图
为了避免高温熔盐液温度的散失，在接收器就近的地方安装热交换器，下图是在塔架上安装热交换器。
高温熔盐在高温热交换器中把中间介质（传热油之类）加热到500余度，传热油在储热装置内储存并通过热交换器产生高温蒸汽。
塔式太阳能热发电系统示意图之二
对于腔体式接收器则直接把高压空气加热到1千多度去推动气轮机，推动气轮机后的气体仍有较高温度，再通过热交换器加热水生成蒸汽，水蒸气再去推动汽轮机，有效利用热量。
发电系统
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。
下面请在线观看塔式太阳能定日镜场3D动画
塔式太阳能定日镜场动画。