菲涅尔式光热发电
太阳能热发电的技术进展与挑战
太阳能热发电的技术进展与挑战关键信息项：1、太阳能热发电技术的类型及特点塔式太阳能热发电槽式太阳能热发电碟式太阳能热发电菲涅尔式太阳能热发电2、技术进展聚光效率提升储能技术改进材料创新系统集成优化3、面临的挑战成本问题效率限制环境影响政策与市场因素4、未来发展趋势大规模应用与其他能源的融合智能化运维11 太阳能热发电技术的类型及特点111 塔式太阳能热发电塔式太阳能热发电系统主要由定日镜场、吸热器、储热器和蒸汽发生器等组成。
其工作原理是众多定日镜将太阳光反射至位于塔顶的吸热器，加热传热介质，产生高温蒸汽驱动汽轮机发电。
这种技术的优点在于聚光比高，能够实现较高的工作温度和发电效率。
112 槽式太阳能热发电槽式太阳能热发电系统采用抛物面槽式聚光器，将太阳光聚焦到位于焦线位置的集热管上，加热管内的传热介质。
其优势在于技术相对成熟，成本较低，但聚光比和工作温度相对较低。
113 碟式太阳能热发电碟式太阳能热发电系统由碟式抛物面聚光器和斯特林发动机组成。
聚光器将太阳光聚焦到斯特林发动机的热端，驱动发动机工作发电。
该技术具有较高的转化效率，但系统规模较小，成本较高。
114 菲涅尔式太阳能热发电菲涅尔式太阳能热发电系统采用平面反射镜代替抛物面反射镜，通过调整反射镜的角度将太阳光聚焦到集热管上。
其特点是结构简单，成本相对较低，但聚光比和效率也相对较低。
12 技术进展121 聚光效率提升通过改进聚光器的设计和制造工艺，提高了对太阳光的聚集能力，从而增加了系统的输入能量。
新型的聚光材料和涂层的应用，也有效地减少了反射和散射损失。
122 储能技术改进储能系统在太阳能热发电中起着重要的作用，能够解决太阳能的间歇性和不稳定性问题。
先进的储能技术，如高温熔盐储能、相变储能等，提高了储能系统的效率和容量，延长了发电时间。
123 材料创新研发新型的耐高温、耐腐蚀和高导热性能的材料，用于吸热器、管道和换热器等部件，提高了系统的可靠性和寿命。
太阳能热发电的技术创新与挑战
太阳能热发电的技术创新与挑战在当今世界，能源问题日益严峻，寻找可持续、清洁且高效的能源成为了人类社会发展的关键任务。
太阳能热发电作为一种新兴的太阳能利用技术，正逐渐展现出其巨大的潜力。
然而，如同任何新兴技术一样，太阳能热发电在发展过程中也面临着一系列的技术创新和挑战。
太阳能热发电的基本原理是通过聚光装置将大面积的太阳光聚集到一个较小的区域，从而产生高温热能，再将热能转化为电能。
目前，主要的太阳能热发电技术包括塔式、槽式、碟式和菲涅尔式等。
塔式太阳能热发电系统是在一个高大的塔顶上安装定日镜场，将太阳光反射聚焦到塔顶的接收器上，产生高温蒸汽驱动涡轮机发电。
这种技术的优点是聚光比高，能够实现较高的发电效率，但也存在着定日镜场控制复杂、成本较高等问题。
槽式太阳能热发电则是利用抛物面槽式反射镜将太阳光聚焦到位于焦线的集热管上，加热管内的传热流体，产生蒸汽驱动涡轮机发电。
槽式技术相对成熟，成本较低，但聚光比和发电效率相对较低。
碟式太阳能热发电系统采用碟状抛物面镜将太阳光聚焦到焦点处的接收器上，通过斯特林发动机或微型燃气轮机发电。
碟式系统具有较高的效率，但由于单个单元功率较小，大规模应用存在一定难度。
菲涅尔式太阳能热发电结合了槽式和塔式的特点，采用平面反射镜将太阳光聚焦到集热管上，成本相对较低，但效率也有待提高。
在技术创新方面，太阳能热发电领域取得了不少重要的突破。
首先是聚光技术的不断改进。
新型的聚光材料和结构设计，能够提高聚光效率，降低成本。
例如，采用更高效的反射涂层和更精确的跟踪系统，使得更多的太阳光能够被聚集到接收器上。
其次，储热技术的发展也为太阳能热发电的稳定性和连续性提供了保障。
通过使用高温熔盐、相变材料等储热介质，可以将白天多余的热能储存起来，在夜间或阴天释放，实现持续发电。
这不仅提高了太阳能热发电的可用性，也有助于电网的稳定运行。
此外，新型的传热流体和接收器设计也在不断涌现。
一些具有更高传热性能和耐高温性能的流体被应用于太阳能热发电系统，提高了能量转换效率。
太阳能光热发电的技术与挑战
太阳能光热发电的技术与挑战关键信息项：1、太阳能光热发电技术原理2、相关设备与材料3、系统效率与性能4、成本分析5、面临的技术挑战6、环境影响与可持续性7、政策支持与市场前景11 太阳能光热发电技术原理太阳能光热发电是通过聚集太阳辐射能，将其转化为热能，然后利用热能驱动热机（如蒸汽轮机）进行发电。
其主要工作流程包括：太阳能采集、热能储存、热能转化为机械能以及机械能转化为电能。
常见的太阳能光热发电技术包括塔式、槽式、碟式和菲涅尔式。
111 塔式太阳能光热发电塔式系统通过大量定日镜将太阳光反射到塔顶的接收器上，使接收器内的传热介质（如熔盐）被加热到高温，产生高温高压的蒸汽驱动涡轮机发电。
112 槽式太阳能光热发电槽式系统利用抛物面槽型反射镜将太阳光聚焦到位于焦线位置的集热管上，管内的传热介质被加热后，通过热交换产生蒸汽驱动涡轮机。
113 碟式太阳能光热发电碟式系统采用碟状抛物面镜将太阳光聚焦在位于焦点处的接收器上，接收器内的工质被加热到高温，驱动斯特林发动机或微型涡轮机发电。
114 菲涅尔式太阳能光热发电菲涅尔式系统使用平面或微弯曲的反射镜将太阳光聚焦到固定的集热管上，其结构相对简单，成本较低。
12 相关设备与材料太阳能光热发电系统的关键设备包括反射镜、接收器、传热介质、储热装置、热交换器、涡轮机等。
反射镜通常由玻璃或金属制成，要求具有高反射率和耐久性。
接收器需要能够承受高温和高压，并有效地将热能传递给传热介质。
常用的传热介质包括熔盐、导热油等，它们应具备良好的热稳定性和传热性能。
储热装置用于在阳光充足时储存热能，以便在夜间或阴天时释放，保证持续发电。
121 反射镜材料与制造技术反射镜的材料选择和制造工艺对系统效率和成本有重要影响。
目前，主流的反射镜材料有镀银玻璃、镀铝玻璃和金属薄膜等。
制造工艺包括真空镀膜、化学镀等。
122 接收器的设计与性能优化接收器的设计应考虑热损失最小化、热应力分布均匀以及与传热介质的良好匹配。
太阳能光热发电的技术进展
太阳能光热发电的技术进展关键信息项：1、太阳能光热发电技术的原理及分类原理：＿___________________________分类：＿___________________________2、技术的优势与局限性优势：＿___________________________局限性：＿___________________________3、最新的研究成果与突破成果：＿___________________________突破：＿___________________________4、应用领域与市场前景应用领域：＿___________________________市场前景：＿___________________________5、技术发展面临的挑战及应对策略挑战：＿___________________________应对策略：＿___________________________1、太阳能光热发电技术的原理及分类11 原理太阳能光热发电是通过聚集太阳辐射能，将光能转化为热能，并通过热力循环过程将热能转化为电能的技术。
其基本原理是利用反射镜或透镜将大面积的太阳光汇聚到一个小面积上，使接收点的温度升高，产生高温热能，进而驱动热力发动机（如蒸汽轮机、燃气轮机等）进行发电。
111 分类根据聚光方式的不同，太阳能光热发电技术主要分为槽式、塔式、碟式和菲涅尔式四种。
112 槽式太阳能光热发电槽式系统是利用抛物面槽式反射镜将太阳光聚焦到位于焦线上的集热管上，加热管内的传热流体，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电。
113 塔式太阳能光热发电塔式系统是通过大量的定日镜将太阳光反射到塔顶的吸热器上，产生高温热能，再通过热力循环系统发电。
114 碟式太阳能光热发电碟式系统是由碟式抛物面反射镜将太阳光聚焦到位于焦点处的接收器上，接收器内的工质被加热到高温，驱动斯特林发动机或微型燃气轮机发电。
115 菲涅尔式太阳能光热发电菲涅尔式系统采用平面反射镜代替抛物面反射镜，通过跟踪太阳运动，将太阳光聚焦到固定的吸热管上，加热工质产生蒸汽发电。
光热发电原理及系统分类
光热发电原理及系统分类展开全文光热发电是太阳能利用中的重要项目之一，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，光热发电技术可同时实现友好并网与有效调峰。
本文将简单介绍光热发电原理及系统分类。
光热发电的原理光热发电是基于镜面发射原理将太阳辐射汇聚于一处，利用熔盐或油等介质吸收太阳直射辐射产生的热能，使用汽轮机将其转化为电能。
储能是光热发电的一大优点，白天可以将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，实现连续供电。
光热发电系统运行过程中不产生任何有害物质或气体，且系统设备制造过程对环境无害，因此被称为真正“清洁绿色能源”。
图1 槽式光热电站简要结构图光热发电利用的太阳辐射主要是太阳直射辐射，根据Solargis发布的全国太阳直射资源分布图（图2）可以看出，我国光热发电资源区主要分布在青藏高原及新疆、甘肃、内蒙地区，包括青海省德令哈、格尔木地区，甘肃省酒泉、张掖地区，内蒙古阿拉善盟、巴彦淖尔地区，新疆哈密、吐鲁番地区等均具备建设万千万瓦级光热发电项目的资源条件。
这些地区气候特征为海拔较高、空气干燥、日照时间长。
——西藏、青海、内蒙、甘肃、新疆，属于光热资源富裕区。
图2 全国太阳能年直射辐射资源分布图注：数据来源于Solargis 官网。
光热发电系统分类目前主流的光热发电系统有：槽式、菲涅尔式、塔式、盘式光热系统。
槽式光热系统槽式光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，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。
图3 槽式光热电站现场图菲涅尔式光热系统菲涅尔式光热发电系统用一组平面镜取代槽式太阳能光热发电系统里的抛物面聚光镜来聚焦，通过调整控制平面镜的倾斜角度，将阳光反射到集热管上，实现聚焦加热。
为了简化系统，一般采用水（水蒸气）作为吸热介质。
图4 菲涅尔式光热电站现场图塔式光热系统塔式光热系统一般由数以千计的带有双轴太阳追踪系统的平面镜（称为定日镜）和一座（或数座）中央集热塔构成，但电站的具体结构又多种多样。
太阳能光热发电
龙腾太阳能内蒙古乌拉特中旗600米1.6MWth槽式回路
该项目为常州龙腾太阳能热电设备有限 公司建设的槽式示范回路；2013年6月， 该示范回路实现了商业电站典型工况下的 稳定运行。
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光热发电项目造价：
地理位置、气候条件、融资模式、技术选择，系统设计 等不同，都会影响太阳能热发电站的初始投资成本。
28
根据国家可再生能源信息中心的数字： 截至2014年底，我国已经建成6座光热电站，总 装机容量13.88MW。除了中控德令哈一期10MW 项目为商业示范项目外，其余并网项目均为科学 试验项目，装机容量都在1MW以下。 几个国内建成光热发电案例：
29
中科院电工所1MW塔式光热示范电站
发电装机容量1.5MW；定日镜场采光面积10,000平米；
太阳能发电技术
1
光热发电技术
一、 太阳能光热发电
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。
太阳能发电政策规划中的地位开始显著提升。伴 随光热发电在中国能源结构中的战略地位的提升， 光热发电行业有望获得更多政策倾斜，随之而来 的是光热发电产业化进程加快。
主要参考资料“智汇光伏”王淑娟2016.07
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2
系统组成：
（1）集热部分 定日镜（聚光系统）的作用是提高功率密度。 集热器的作用是将聚焦后的太阳能辐射吸收，并转换为热能 提供给工质。 （2）热能传输部分 把集热器收集起来的热能传输给蓄热部分。 （3）蓄热与热交换部分 蓄热装置保证发电系统的热源稳定。热能通过热交换装置， 转化为高温高压蒸汽。 （4）汽轮发电部分
太阳能光热发电技术的进展
太阳能光热发电技术的进展在全球能源转型的大背景下，太阳能光热发电技术作为一种清洁、可持续的能源利用方式，正经历着快速的发展和变革。
太阳能光热发电技术通过将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能，为解决能源危机和环境问题提供了新的途径。
太阳能光热发电技术的原理并不复杂。
简单来说，就是利用大量的反射镜或透镜将太阳光聚焦到一个小区域，产生高温热能，然后通过传热介质将热能传递给热力循环系统，驱动发电机发电。
根据聚光方式的不同，太阳能光热发电技术主要分为槽式、塔式、碟式和菲涅尔式四种。
槽式太阳能光热发电技术是目前应用最广泛、技术最成熟的一种。
它采用抛物面槽式聚光器，将太阳光聚焦到真空集热管上，管内的传热介质被加热后，产生蒸汽推动涡轮机发电。
槽式系统的优点是技术成熟、成本相对较低，但聚光比相对较低，发电效率有待提高。
塔式太阳能光热发电技术则是通过大量定日镜将太阳光反射到塔顶的吸热器上，产生高温热能。
由于其聚光比高，发电效率相对较高，但技术难度和成本也较大。
近年来，塔式技术在吸热器材料、定日镜控制精度等方面不断取得突破，使其逐渐成为研究和应用的热点。
碟式太阳能光热发电技术采用碟状抛物面聚光器，将太阳光聚焦到斯特林发动机的热腔上，驱动发动机发电。
碟式系统具有效率高、模块化等优点，但由于单机容量较小，大规模应用受到一定限制。
菲涅尔式太阳能光热发电技术则是基于线性菲涅尔透镜原理，通过一系列平板反射镜将太阳光聚焦到集热管上。
这种技术结构简单、成本较低，但聚光比和效率也相对较低。
在太阳能光热发电技术的发展过程中，储能技术的突破至关重要。
由于太阳能的间歇性和不稳定性，储能系统能够保证在太阳光照不足或没有光照时，电站仍能持续稳定地发电。
目前，常用的储能方式包括熔盐储能、导热油储能和固体储能等。
其中，熔盐储能由于具有成本低、储能密度大、使用寿命长等优点，成为主流的储能技术之一。
与此同时，太阳能光热发电技术的材料研究也在不断推进。
太阳能光热技术
太阳能光热CLFR核心专利技术
• 经过多年研发，发明了两款目前太阳能吸收率最高可 温涂层 及非真空集热管，解决高温涂层耐久性和不 关键的问题，热损降到最低。
• 蒸汽区DSG技术，采用新材料新工艺技术创新，拥有 项知识产权的核心技术。
2010年山东黄明1.5MW线型菲涅尔 光热发电项目实验系统
2012年兰州大成太阳能光热产业基地： 200KW槽式 + 线性菲涅尔太阳能光热系统顺利并网发 电。
2013年中国华能电力三亚南山电厂 太阳能光热ICSS电站项目
2013 年大唐天威10MW光煤互补（槽式） 一期 1.5MW项目完成调试正式投运。
• 2012年底，火电设备平均利用4965小时。 • 紧凑线型菲涅尔光热CLFR 系统可 独立和混合发
电，具有和火电一样可24小时持续发电的能力， 年发电时间在5000以上，是未来最重要的基础清 洁能源。 • 光煤CLFR互补光热混合发电、太阳能ISCC燃气混 合发电，是目前我国调整能源结构节能减排，最 佳发展方式和技术。
太阳能光热技术
2020年4月20日星期一
光热CSP商业化的电站94%为槽式
太阳能光热CSP 四
太阳能光热线型菲涅尔技术
太阳能光热CLFR技术
• 紧凑线型菲涅尔CLFR和二次聚光抛物CPC结构，成为CLFR技
术发展主流方向。
太阳能光热CLFR技术优势
• 紧凑线型菲涅尔属于槽式的特例。 • 紧凑线型菲涅尔比槽式占地减少一半。 • 紧凑线型菲涅尔比槽式用水减少一半。 • 聚光镜、集热管、 支架等结构成本降低一半多，投资成本可
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菲涅尔式光热发电
菲涅尔式光热发电是一种利用太阳能进行发电的技术，它采用的
是菲涅尔透镜将太阳的光线聚集到一个焦点上，然后利用聚光产生的
高温来产生蒸汽，驱动涡轮发电机发电。
菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，它由一系列透镜环组成，每个透
镜环都是一个平面透镜的一部分，通过这种方式，菲涅尔透镜可以将
光线聚集到一个焦点上，形成非常高的光强。
在菲涅尔式光热发电系统中，太阳能被聚集到一个装满水的管子
上，管子里的水被加热，变成蒸汽，然后蒸汽被输送到一个涡轮发电
机中，产生电能。这种技术可以在太阳光照射充足的地方使用，比如
沙漠地区，可以有效地利用太阳能进行发电。
菲涅尔式光热发电技术可以为我们提供可再生的清洁能源，而且
它不需要燃料，也不会产生有害的废气和废物。它的主要缺点是需要
大面积的透镜来聚集太阳能，并且需要保持透镜的清洁和定期检修维
护设备。