太阳能热发电简介
太阳能光热发电技术
太阳能光热发电技术太阳能光热发电技术是一种利用太阳能将光能转化为热能,再将热能转化为电能的技术。
它是一种可再生能源的形式,对于改善环境污染和解决能源危机具有重要意义。
本文将介绍太阳能光热发电技术的原理、应用以及未来发展前景。
一、原理太阳能光热发电技术借助太阳能热量产生高温蒸汽,进而驱动涡轮机产生机械能,最终通过发电机将机械能转化为电能。
这个过程主要包含三个步骤:集热、热能转化和发电。
集热是将太阳能光线聚焦到一个小区域,使得光能被集中并转化为热能。
这通常通过反射镜或聚光器来实现。
集热器通常采用高温耐热材料,如镜面反射层和高温管道。
热能转化是将集热器中产生的高温热量转化为高压蒸汽。
一个常用的方法是将水通过集热器中的管道加热至沸腾,生成高温高压的蒸汽。
这个过程需要高效的热交换器和节能装置来提高能量转化率。
发电是将高温高压的蒸汽传入涡轮机,利用机械能驱动涡轮旋转,再通过发电机将机械能转化为电能。
这个过程需要高效的涡轮机和发电机来提供稳定和可靠的电能产出。
二、应用太阳能光热发电技术在能源领域有广泛应用。
它可以用于发电厂的建设,为城市和乡村提供稳定的电力供应。
此外,它还可以应用于工业制造过程中的热量需求,比如锅炉供暖、工业生产等领域。
在家庭和商业建筑领域,太阳能光热发电技术可以用于供暖和热水供应。
通过安装太阳能集热器,可以将太阳能转化为热能,提供给家庭和商业建筑的供暖系统和热水系统。
这种应用不仅降低了能源消耗,还减少了碳排放,对环境保护有积极作用。
三、未来发展前景太阳能光热发电技术在未来的发展前景非常广阔。
随着科技的不断进步和技术的不断改进,太阳能光热发电技术将会变得更加高效、稳定和可靠。
首先,在集热器方面,研究人员正在研发新型的材料和结构,以提高集热器的光吸收率和热传导效率。
这将提高太阳能的利用率,降低发电成本。
其次,在热能转化方面,研究人员正在探索新型的热交换器和节能装置,以提高能量转化的效率。
这将减少能量损失,提高系统的热效率。
太阳能热发电
第一节 太阳能热发电概述
一、概念: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。
二、分类:根据太阳能热动力发电系统中 所采用的集热器的型式不同,该系统可以 分为分散型和集中型两大类。
太阳能热发电
太阳能热发电类型
分散型发电系统是将抛物面聚光器配置 成很多组,然后把这些集热器串联和并 联起来,以满足所需的供热温度。
世界上已建成的几座具有代表性的太阳能热发电电站概况
名称
标名 电站型式 额定功率 (MW) 集热工质
美国
SOLAR ONE 塔式
以色列、 美国联 合的 LUZ公
司
法国
SEGS Ⅷ
THEMIS
槽式
塔式
国际能源 署(法、 意、德)
EURELI OS
塔式
西班牙
CESA-Ⅰ 塔式
欧共体(10国)
SSPSCRS
2005年1月,南京玻璃纤维研究设计院下属的春 辉公司与以色列魏兹曼研究院E.D.I.G公司在南 京签约,在南京市江宁区建设国内第一座太阳能热 发电示范电站,预计今年底上网发电,一期规模为 70千瓦。
太阳能热发电
中科院电工所从20世纪70年代开始进行热发电方面的 研究,“八五”期间研制了槽式线聚焦装置,并在非成 像CPC集热,以及强化换热方面进行了研究;
因为太阳能热发电系统在早晚和白天云逛间 歇的时间内,都必须依靠储存的太阳能来维 持正常运行。至于夜间和阴雨天,一般考虑 采用常规燃料作辅助能源。
目前、可采用的蓄热方式有3种:显热蓄热、 潜热蓄热和化学储能。对不同的蓄热方式, 应选用相应不同的蓄热材料。
太阳能热发电
太阳能热发电的原理和应用
太阳能热发电的原理和应用随着环保观念的渐渐普及,太阳能热发电逐渐成为人们热议的话题。
那么,什么是太阳能热发电?它的原理又是什么?又有哪些应用呢?太阳能热发电是利用太阳能将水加热蒸汽,进而驱动涡轮发电的一种方式。
它的原理也是利用太阳能直接或间接为我们提供热能。
目前,太阳能热发电的主要过程包括太阳能聚光和储能、蒸汽发生和转化、动力输出和发电三个主要环节。
我们可以将其简单地理解为:太阳能热发电将太阳能转化为电能的过程中,通过太阳能聚光器将太阳能转变为热能,通过热交换器将工质中的热能转变为物质的动能,再通过涡轮发电机将动能转化为电能输出。
太阳能热发电的应用范畴也十分广泛。
其中,最为常见的便是太阳能热发电站。
太阳能热发电站是利用大面积的聚光器,将阳光聚焦到高温热交换器中,使其产生高温高压的蒸汽,再通过涡轮发电机将动能转换为电能输出,并在输电系统中输送到需要的地方使用。
此外,太阳能热发电还可以应用于航空航天工业、农业、家居等多个领域。
在农业方面中,太阳能热发电可以用于温室的制热和温度调节。
传统的温室制热方式往往依赖于化石燃料,难以保证环保和健康,而太阳能热发电则可以将阳光聚焦到温室内,使其温度升高,帮助农作物更好的生长。
同时,太阳能热发电还可以为农业提供燃料,将太阳能转化为热能,为农机的使用提供动力。
在家居方面,太阳能热发电可以用于家庭的清洁能源供应。
越来越多的家庭在安装太阳能热发电系统,当太阳能系统发电时,电力会自动流向电网,而当太阳能系统无法满足家庭用电需求时,电力会从电网中自动补充。
这并不会影响家庭用电的正常使用,只是让更多的清洁电能得以利用。
总的来说,太阳能热发电有着较好的环保性和可再生性,可以应用于多个领域,并为我们提供了一条更加清洁、经济、健康的能源供应路径。
尽管太阳能发电技术还存在很多挑战和问题,但相信随着科技的不断进步,太阳能热发电一定会为我们提供更加便利、清洁、高效的能源解决方案。
太阳能热发电工作原理
太阳能热发电工作原理太阳能热发电是一种利用太阳能转化为电能的技术。
它通过将太阳能转化为热能,再将热能转化为机械能,最后通过发电机将机械能转化为电能。
下面将详细介绍太阳能热发电的工作原理。
一、太阳能收集器太阳能收集器是太阳能热发电系统的核心组件,它负责将太阳能转化为热能。
太阳能收集器通常由集热器和传热介质组成。
集热器采用黑色吸收层,能够有效吸收阳光,将光能转化为热能。
传热介质则通过循环管道与集热器相连,将热能传输到工作介质中。
二、工作介质工作介质是太阳能热发电系统中的重要组成部分,它负责将集热器吸收的热能转化为机械能。
常用的工作介质包括水蒸汽和有机液体。
工作介质通过吸收集热器传输的热能,使其发生相变或膨胀,产生高压高温的气体或液体。
三、热能转化为机械能热能转化为机械能的过程是太阳能热发电系统中的关键步骤。
通常采用的是热机循环过程,即热力循环。
常用的热力循环包括蒸汽动力循环和有机液体动力循环。
蒸汽动力循环中,高温高压的水蒸汽由集热器传输到蒸汽轮机中,在蒸汽轮机中将其压力能和动能转化为机械能,推动发电机旋转,从而产生电能。
有机液体动力循环与蒸汽动力循环类似,只是工作介质从水蒸汽变为有机液体。
有机液体在集热器中蒸发成气体,进而推动涡轮机产生机械能。
四、机械能转化为电能机械能转化为电能的过程是太阳能热发电的最后一步。
机械能经过发电机的转子和定子之间的电磁感应作用,产生电流。
电流经过变压器的升压和输电线路的传输,最终供给用户使用。
总结:太阳能热发电利用太阳能转化为热能,再将热能转化为机械能,最终通过发电机将机械能转化为电能。
太阳能收集器将太阳能转化为热能,工作介质将热能转化为机械能,蒸汽动力循环或有机液体动力循环实现热能到机械能的转化,发电机将机械能转化为电能。
太阳能热发电工作原理简单清晰,充分利用了太阳能资源,是一种可持续、环保的能源利用方式。
随着技术的不断进步,太阳能热发电将会在未来得到更广泛的应用。
(完整版)太阳能热发电原理
美国亚利桑那州电力负荷曲线
提高效率
聚光比、吸热器温度 集热效率*透平效率 马鞍点
途径——聚光比与吸热温度的协同提高
提高聚光比: 塔式和碟式,其聚光比分别300-1000和1000-3000之间; 槽式和菲涅尔式,其聚光比分别在70-80和25-100之间; 二次聚光:第一次聚光比*第二次聚光比 (10,000) 提高吸热器的工作温度: 传热介质(水、油、熔融盐、空气、离子液体、液态金属、固体材料)
聚光太阳能热发电(CSP)是目前已经商业化大规模应用的技术形式。 CSP是通过“光-热-功”的转化过程实现发电的一种技术形式,其在原理上和传统的
化石燃料电站类似。二者最大的区别在于输入的能源不同,太阳能热发电采用的是太 阳能:聚光器将低密度的太阳能转换成高密度的能量,经由传热介质将太阳能转化为 热能,通过热力循环做功,实现到电能的转换。
CSP的技术形式
塔式 碟式/斯特林
槽式 线性菲涅尔
(1)塔式
点聚焦技术:定日镜自动跟踪太阳, 聚焦的阳光反射到位于塔顶的吸热器 内。吸热器加热管内的传热介质,将 太阳光能转变成热能,再通过热力循 环实现发电。
聚光比300-1000。系统综合效率高。
吸热器类型:水/蒸气、熔盐、空气等 。商业化初期的电站多使用水/蒸气作 为工作介质(主要考虑到技术风险较 小、结构相对简单)
聚光比25-100;系统效率较低。
镜场可布置非常紧凑,土地利 用率高,初投资相对较低。
目前在建最大规模为30MW电 站,其中关键部件集热管由皇明 公司出口供应。
集热管
反射镜
皇明公司2.5MW示范系统
7
各种CSP技术方式的性能
聚光比
槽式 70-80
什么是太阳能光热发电
什么是太阳能光热发电?
这种技术是把太阳光聚焦到一个集热器上,把一种液体加热到几百摄氏度,产生蒸汽供发电机发电用。
最常见的使用这种技术的是抛物柱面镜,做成这种形状的大型镜子可以把照射到它们上面的太阳光聚集到置于曲面中心的一根管子上,在那里加热循环流动的液体。
基于这种技术的市场项目竞争激烈,然而在技术层面仍有待研究和改进。
美国加利福尼亚州有一些使用抛物柱面镜的大型发电厂(输出功率350兆瓦)在运行。
西班牙打算立即启动两家此类发电厂,总输出功率为100兆瓦,还有输出功率为1000兆瓦以上的设施处于最后的设计阶段。
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。
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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:
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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
太阳能热发电工作原理
太阳能热发电工作原理太阳能热发电是一种利用太阳能产生电能的技术。
它通过将太阳辐射能转化为热能,再将热能转化为机械能或电能的过程,实现对可再生能源的高效利用。
太阳能热发电工作原理主要包括太阳能收集、热能转化、机械能或电能转换三个环节。
一、太阳能收集在太阳能热发电系统中,太阳能的收集是首要的步骤。
太阳能通常通过太阳能集热器进行收集,集热器主要分为平板式集热器和聚光式集热器两种类型。
平板式集热器一般由黑色吸热板、传热管道和保温层组成。
黑色吸热板能有效吸收太阳辐射能并转化为热能,传热管道则将吸收的热能传输至后续的工作环节。
保温层则起到保护和减少热损失的作用,提高能量利用效率。
而聚光式集热器则通过反射镜的聚光作用将太阳辐射能集中到一个小面积上,使其能量密度大幅提高。
通过聚光后的太阳能可以产生更高温度的热能,并用于后续的工作环节。
二、热能转化在太阳能热发电系统中,收集到的太阳能热能需要进一步转化为可利用的形式。
常见的热能转化方式包括蒸汽发生、热力循环和光热发电。
蒸汽发生是将太阳能热能转化为蒸汽的过程。
通过高温高压的蒸汽,可以驱动蒸汽涡轮机转动,进而产生机械能或驱动发电机发电。
蒸汽发生是目前应用广泛的太阳能热发电技术,其优点在于成熟可靠且效率较高。
热力循环是将太阳能热能转化为直接驱动发电机转动的热能循环。
热力循环系统中,通过利用吸热-脱热过程产生的热差,在工作流体中形成闭合回路,从而推动活塞或发电机转动,产生机械能或电能。
光热发电是一种利用光-热转换效应将太阳能光能转化为热能,并进一步转化为电能的技术。
主要通过反射镜或透镜将太阳辐射能聚焦到太阳能接收体上,使其升温并产生蒸汽,再通过蒸汽发电机产生电能。
三、机械能或电能转换太阳能热发电系统中,接下来的环节是将热能转化为机械能或电能。
这一步骤的实现方式主要取决于前面的热能转化方式。
如果是通过蒸汽发生辅以蒸汽涡轮机转动的方式,那么机械能的转换就是通过蒸汽涡轮机的转动来实现的。
太阳能热发电的工作原理
太阳能热发电的工作原理太阳能热发电,听起来就像是科幻电影里的东西,其实它就是把阳光变成电的一种绝妙方法。
想象一下,阳光洒在大地上,温暖得让人心情愉悦,谁能想到,这些温暖的光线还能用来发电呢?对,没错!就是这样简单。
太阳能热发电的核心理念就是利用太阳的热量,把它转化为电能,简直是个“阳光大工厂”。
得有个大大的“太阳能收集器”,这个东西像个巨大的光盘,能把阳光“吸”过来。
它通常是用一些特别的材料做的,可以高效地把光线变成热能。
想象一下,在阳光照射下,这个收集器就像一个大海绵,吸收着周围的阳光,生怕漏掉一丝热量。
这时,温度开始上升,热量被储存得妥妥的,像孩子们藏糖果一样。
热量会用来加热一种叫“传热介质”的液体。
这种液体就像咕噜咕噜的开水,变得热乎乎的。
于是,它开始往上冒泡,热气腾腾,直往涡轮机奔去。
就像在厨房里煮水,水开了就会蒸汽腾腾,而这股蒸汽可不是用来煮菜的,它可是用来发电的“好帮手”!涡轮机一旦遇到这股蒸汽,就像猛虎下山,转得飞快。
你知道吗?那转动的涡轮就像个玩具陀螺,越转越快,越转越带劲。
涡轮机的转动带动发电机,嘿嘿,电流就这样蹭蹭蹭冒出来了,瞬间变成了我们生活中不可或缺的电力。
用电的设备,无论是冰箱、洗衣机,还是电视,都在这股力量下得到了源源不断的电能,真是太给力了。
这种发电方式不仅能让人过上好日子,还对环境特别友好。
毕竟,太阳每天都在照耀着我们,免费的电力,真是好事!相比起那些传统的化石燃料发电,太阳能热发电几乎不产生污染,简直就是一位“环保小卫士”。
这样一来,咱们既能享受阳光,又能保护地球,双赢的局面谁能拒绝呢?说到这里,可能有人会问,这个发电方式会不会受天气影响?嗯,确实,阴雨天可能会少一些阳光,但现在的技术已经越来越成熟了,很多太阳能发电厂都有储能系统,可以储存多余的电力,以备不时之需。
这就像是储蓄一样,阳光多的时候存点,阴天少用,巧妙得很。
太阳能热发电并不是一蹴而就的,它需要投资、建设,想要建个大规模的发电站,得有不少资金。
太阳能发电技术概述
太阳能发电技术概述光伏发电技术是目前应用最广泛的太阳能发电技术之一、它是利用光伏效应将太阳能转化为电能的过程。
光伏效应是指在特定材料中,太阳光的能量被吸收,使材料中的电子脱离原子成为自由电子,形成电流。
光伏电池是光伏发电技术的核心组件,由多个光伏电池组成光伏阵列。
光伏电池通常由硅、镓、砷化镓等材料制成,根据材料的不同,光伏电池可以分为单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等几种类型。
光伏阵列通过串联和并联的方式,形成一个完整的太阳能发电系统。
光伏发电系统还包括电池组、逆变器和电网接入系统等组件。
光伏发电系统的优点是无噪音、无污染、使用寿命长,并且可通过网格供电系统实现储能和多能源互补。
热能利用是另一种太阳能发电技术。
这种技术是利用太阳能的热量进行发电。
常见的热能利用技术包括太阳能热发电(CSP)和太阳能水热发电等。
太阳能热发电是利用太阳能将水加热为蒸汽,然后使用蒸汽驱动涡轮发电机发电。
主要有塔式、槽式和碟式太阳能热发电系统。
塔式太阳能热发电系统是将太阳能聚焦到一个接收器上,接收器内的工质受热后转化为高温蒸汽,再通过传输管道输送至发电机组。
槽式太阳能热发电系统是通过平行排列的聚光镜将太阳能聚焦到一个管道上,管道内的工质受热后转化为高温蒸汽,再通过传输管道输送至发电机组。
碟式太阳能热发电系统是通过碟式反射器将太阳能聚焦到一个接收器上,接收器内的工质受热后转化为高温蒸汽,再通过传输管道输送至发电机组。
太阳能水热发电是利用太阳能将水加热,产生蒸汽驱动涡轮发电机发电。
太阳能水热发电技术适用于地热资源较为丰富的地区,例如温泉。
热能利用技术的优点是可以实现大规模发电和储能,但需要较大的土地面积和更高的技术要求。
除了光伏发电和热能利用,其他一些新型太阳能发电技术也正在发展中。
例如,光催化剂是一种利用阳光将光能转化为化学能的新技术,可以直接在水中产生氢气或将二氧化碳转化为有价值的有机物质。
此外,太阳能薄膜发电技术和太阳能抽水技术也是近年来的研究热点。
太阳能热发电原理
太阳能热发电原理太阳能热发电是一种利用太阳能将其转化为热能,再将热能转化为电能的发电方式。
它是一种清洁、可再生的能源利用方式,对环境友好,被广泛应用于国内外。
太阳能热发电的基本原理是通过太阳能反射器或太阳能集光器吸收太阳辐射能,并将其转化为热能。
接下来,通过热工作质介质(如水或油)的循环工作,将热能转化为机械能或电能。
具体来说,太阳能热发电主要包括以下几个关键步骤:1.太阳能集光器或反射器的利用:通过太阳能集光器或反射器,将太阳辐射能收集起来。
这些器件利用镜面反射原理,将太阳光线聚焦到一个小区域内,从而提高太阳辐射能的密度。
2.吸收太阳辐射能:在集光器或反射器的聚焦区域,设置吸收器。
这些吸收器一般是黑色的,可以吸收太阳辐射能。
3.加热工作质介质:吸收器可以是管道或管道网络的形式,通过将工作质介质(如水或油)流经吸收器,太阳辐射能将会被吸收并转化为工作质介质的热能。
4.蒸发水蒸气:在加热过程中,如果使用的是水作为工作质介质,水蒸气会被产生。
水蒸气可以用于带动涡轮发电机组,将机械能转化为电能。
如果使用的是油作为工作质介质,热能可以通过热交换器转移给水,将水转化为水蒸气,达到相同的目的。
5.发电:利用水蒸气或油蒸汽带动涡轮发电机组旋转,使发电机产生电能。
6.热回收:在工作质介质释放了热能之后,可以将其回收,通过热交换器将其余的热能传递给其他介质使用,提高能源利用效率。
总结起来,太阳能热发电的基本原理是通过太阳能集光器或反射器将太阳辐射能聚焦到吸收器上,将太阳辐射能转化为工作质介质的热能,再通过工作质介质产生的热能驱动涡轮发电机组发电。
这种发电方式能够将太阳能直接转化为电能,具有较高的能源转化效率和环境友好性。
太阳能热发电技术被广泛应用于各个领域,包括工业发电、家庭供暖、热水供应等。
它有助于减少对传统燃煤或石油等能源的依赖,减少空气污染和温室气体的排放,是推进可持续发展的重要一环。
关键词:太阳能热发电原理,太阳能集光器,太阳能反射器,热工作质介质,聚焦区域,吸收器,水蒸气,涡轮发电机组,热交换器,能源转化效率,环境友好性。
绿色新能源—太阳能热发电技术
技术概论
通常有三种太阳能热发电(STE)系统:抛物面槽式太阳能发电系统(parabolictrough)、碟式太阳能发电系统(dish-engine)和中央接收器太阳能发电系统(centralreceiver/powertower)。至于其他的STE技术,比如紧凑型线性菲涅耳反射器(CLFR)和太阳能烟囱(solarchimney)也在本文进行讨论。由于抛物面槽式太阳发电系统(parabolictrough)、碟式太阳能发电系统(dish-engine)和中央接收器太阳能发电系统(centralreceiver/powertower)都包含产生热量的结构,它们可以很容易与石化燃料混合使用,并且在某些情况下被用于热量存储。混合使用和热量存储的好处是在没有光照的情况下进行能量的调配。因此,混合使用和热量存储能提升电力的经济价值。
现今太阳能发电技术的发展
现今,可再生能源配额制(RPS)不断激增以及全球气温变化受到普遍关注。太阳能热发电(STE)作为一种清洁,可再用,兆瓦特等级中心发电站的最佳选择。在沉寂了几年之后,新型能源工业再一次出现旺盛的增长。在美国、西班牙、澳大利亚和其他阳光普照的国家,数十个将STE容量提升到上千兆瓦的发电站正被授权兴建或者正在筹备计划中。
期间,太阳发电站组成的进展仍然局限于几个实验室和全世界的工业规划之中。在工程学、材料学、电脑控制及建模和Q&M方面,国际性的研究和开发正在帮忙提高STE技术的性能和低成本。太阳能技术的发展通过革命突破不断提高。政府,大学和私人的研究人员从不同的方向进行研究,以达到工业需要的目的。能源的安全性和全球变暖促使了STE的发展,而STE的真正关键点在于它的商业展开方面。
在20世纪80年代末就已经能构造出九个槽式太阳能系统,它在加利福尼亚南部产生354MW的电力。槽式发电是最早实现商业化的太阳能热发电系统。它采用大面积的单轴槽式太阳能追踪采光板,通过对太阳光的聚焦,把太阳光聚集到安装在抛物线形反光镜焦点上的线形接收器上,并加热流过接收器的热传导液,使热传导液汽化,同时在能量区的热转换设备中产生高压、过热的蒸汽,然后送入常规的蒸汽涡轮发电机内进行发电。通常接收太阳光的采光板采用模组化布局,许多采光板通过串并联的放置,均匀的分布在南北轴线方向。为了保证发电的稳定性,通常在发电系统中加入化石燃料发电机。当太阳光不稳定的时候,化石燃料发电机补充发电,来保证发电的稳定性和实用性。
太阳能热发电技术
太阳能热发电技术
太阳能热发电技术是一种利用太阳能转换成热能,再利用热能发电的技术。
它
是一种可再生能源,可以有效地利用太阳能,节约能源,减少污染,保护环境。
太阳能热发电技术的原理是:太阳能照射到太阳能收集器上,太阳能收集器将
太阳能转换成热能,热能经过热发电机组转换成电能,电能输出到电网中。
太阳能热发电技术的优点是:它是一种可再生能源,可以有效地利用太阳能,
节约能源,减少污染,保护环境;它的发电成本低,可以节约大量的能源;它的发电效率高,可以满足大量的用电需求;它的发电稳定,可以满足用电的稳定性要求。
太阳能热发电技术的缺点是:它的发电量受到太阳能的影响,受季节、天气、
地理位置等因素的影响;它的发电设备投资较大,需要大量的投资;它的发电设备维护费用较高,需要定期维护和保养。
太阳能热发电技术是一种可再生能源,可以有效地利用太阳能,节约能源,减
少污染,保护环境,是未来发电的重要技术之一。
但是,它也存在一些缺点,需要我们加以克服,才能更好地发挥它的作用。
太阳能热发电技术介绍
太阳能热发电技术介绍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.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.Luz公司1980年开始开发此类热发电系统,5年后实现了商业化.1985年起先后在美国加州的Mojave沙漠上建成9个发电装置,总容量354MW,年发电总量10.8亿kWh.9个电站都与南加州爱堤生电力公司联网.随着技术不断发展,系统效率由起初的11.5%提高到13.6%.建造费用由5976美元/kW降低到3011美元/kW,发电成本由26.3美分/kWh降低到12美分/kWh.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.80年代初,美国在南加州建成第一座塔式太阳发电系统装置-SolarOne.起初,太阳塔采用水-蒸汽系统,发电功率为10MW.1992年,SolarOne经过改装,用于示范熔盐接收器和储热系统.由于增加了储热系统,使太阳塔输送电能的负载因子可高达65%.熔盐在接收器内由288℃加热到565℃,然后用于发电.第二座太阳塔SolarTwo于1996年开始发电,计划试运行三年,然后进行评估.SolarTwo发电的实践不仅证明熔盐技术的正确性,而且将进一步加速30-200MW范围的塔式太阳能热发电系统的商业化.以色列Weizmanm科学研究所最近正在对塔式系统进行改进.利用一组独立跟踪太阳的定日镜,将阳光反射到固定在塔的顶部的初级反射镜——抛物镜上,然后由初级反射镜将阳光向下反射到位于它下面的次级反射镜——复合抛物聚光器(CPC),最后由CPC将阳光聚焦在其底部的接收器上.通过接收器的气体被加热到1200℃,推动一台汽轮发电机组,500℃左右的排气再用于推动另一台汽轮发电机组,从而使系统的总发电效率可达到25-28%.由于次级反射镜接收到很强的反射辐射能,因而CPC必须进行水冷.整个实验仍处于安装、调试阶段.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,驱动发动机进行发电.美国热发电计划与Cummi公司合作,1991年开始开发商用的7kW碟式/斯特林发电系统,5年投入经费1800万美元.1996年Cummi向电力部门和工业用户交付7台碟式发电系统,计划1997年生产25台以上.Cummi预计10年后年生产超过1000台.该种系统适用于边远地区独立电站.美国热发电计划还同时开发25kW的碟式发电系统.25kW是经济规模,因此成本更加低廉,而且适用于更大规模的离网和并网应用.1996年在电力部门进行实验,1997年开始运行.由于碟式/斯特林系统光学效率高,启动损失小,效率高达29%,在三类系统中位居首位.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,其性能比较如表3-5所示.我国太阳能热发电技术的研究开发工作早在70年代末就开始了,但由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决,加上经费不足,热发电项目先后停止和下马.国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目,带有技术储备性质,目前还没有试验样机,与国外差距很大.。
太阳能热发电原理
太阳能热发电原理一、引言太阳能热发电是一种利用太阳能产生电能的技术,它可以通过吸收太阳辐射能将其转化为热能,再将热能转化为电能。
这种技术是一种清洁、可再生的能源,因此在当今的环保意识日益增强的社会中受到越来越多人的关注。
二、太阳辐射太阳辐射是指从太阳向外发出的电磁波,其中包括可见光、紫外线和红外线等成分。
地球接收到的太阳辐射主要包括两部分:直接辐射和散射辐射。
直接辐射指来自太阳直接向地球表面发出的光线,而散射辐射则是指来自大气层中散乱反射回地面上的光线。
三、集热系统集热系统是太阳能热发电系统中最重要的组成部分之一。
它主要由反光镜或聚光镜等组成,可以将太阳辐射聚焦在一个小区域内,从而提高集热效率。
集热系统通常采用抛物面镜、塔式反射镜等形式,以便将太阳辐射集中到一个小点上。
四、热媒体热媒体是指在太阳能热发电系统中用于传递热量的介质,通常采用水或油。
当太阳辐射被集中到一个小点上时,会产生高温,这时需要一个介质来吸收和传递这些热量。
在太阳能热发电系统中,通常会将水或油流经集热器,在其中吸收太阳辐射的热量,并将其传递到蒸汽发生器中。
五、蒸汽发生器蒸汽发生器是太阳能热发电系统中的另一个重要组成部分。
它主要由管道和容器等组成,可以将流经集热器的水或油加热至高温状态,并转化为蒸汽。
在太阳能热发电系统中,通常采用直接加热和间接加热两种方式来产生蒸汽。
直接加热是指通过集光器将太阳辐射直接聚焦在蒸汽管道上,从而使其加热;而间接加热则是指通过一种介质(如盐)来传递热量,从而将蒸汽产生器加热至高温状态。
六、涡轮机涡轮机是太阳能热发电系统中用于转化蒸汽能量为电能的设备。
它主要由转子和定子等组成,可以将流经蒸汽发生器的高温高压蒸汽转化为机械能,并带动发电机旋转。
在太阳能热发电系统中,通常采用一种称为斯特林涡轮机的设备来实现这一过程。
七、发电机发电机是太阳能热发电系统中用于将机械能转化为电能的设备。
它主要由线圈和磁铁等组成,可以通过旋转产生交流电。
太阳能光热发电工作原理
太阳能光热发电工作原理
太阳能光热发电是一种利用太阳能将光能转化为热能,再利用热能产生蒸汽驱动涡轮发电的方式。
其工作原理主要包括太阳能聚焦、蒸汽发电和储能三个步骤。
一、太阳能聚焦
太阳能光热发电系统通常使用反射器将太阳光聚焦到一个集热管或反射镜上。
这些反射器可以是抛物面反射器、折叠面反射器等不同类型。
聚焦后的太阳光能量被集中在一个小的区域内,提高了光热转换效率。
二、蒸汽发电
集热管内装有工作介质(常见的是液态盐或水)在接收到太阳光能后产生热量,通过热交换器将介质加热至一定温度,形成高温高压的蒸汽。
这些高温高压的蒸汽会驱动涡轮机旋转,涡轮机再带动发电机产生电能。
三、储能
有些太阳能光热发电系统会配备储能装置,将白天通过光热转换收集到的能量储存起来,以便在夜间或阴天使用。
常见的储能装置包括蓄热罐、蓄热水箱、热储盐等,它们可以将热能储存起来并在需要时释放出来供发电使用。
总的来说,太阳能光热发电系统是一种环保、可再生的能源利用方式。
通过对太阳能进行高效利用,不仅可以减少对传统能源的依赖,
还能减少对环境的污染,为可持续发展做出积极贡献。
希望随着科技
的不断进步,太阳能光热发电系统的效率和稳定性能得到进一步提升,推动其在能源领域的广泛应用。
太阳能热发电原理
政府出台相关政策,鼓励太阳能热发电的发展 加大对太阳能热发电领域的投资力度,推动技术创新和产业升级 建立完善的政策体系,为太阳能热发电的可持续发展提供有力保障 加强国际合作,共同推动全球太阳能热发电事业的发展
蓄热器用于储存热量,以应对太阳辐射不足的情况,保证发电系统的稳定运行。
太阳能热发电的基本原理
太阳能热发电的技术原理
太阳能热发电的应用原理
太阳能热发电的未来发展
环保无污染:太 阳能热发电利用 太阳能进行发电, 不会产生任何污 染物,对环境友
Байду номын сангаас好。
能源可持续:太 阳能是无限的, 太阳能热发电可 以持续利用太阳 能进行发电,不
会耗尽资源。
经济效益:太 阳能热发电的 运营成本相对 较低,可以为 企业节省大量 的能源成本。
促进可再生能源发 展:太阳能热发电 是一种可再生能源, 可以促进可再生能 源的发展,为未来 的能源转型做出贡
献。
作用:将太阳光聚集到吸热器上 类型:反射式、折射式、透射式 反射式聚光器:利用反射镜或反射面将太阳光反射到吸热器上 折射式聚光器:利用透镜或棱镜将太阳光折射到吸热器上 透射式聚光器:利用透镜或窗口将太阳光透射到吸热器上
多元化应用:将太阳能热发电技术应用于更多领域,如建筑、交通等
智能化管理:采用先进的能源管理系统,实现太阳能热发电系统的智能化运营和 维护
拓展目标:提高太 阳能热发电的市场 份额,成为主流能 源之一
拓展策略:加大技 术研发力度,降低 成本,提高效率
拓展重点:政府支 持、政策引导、市 场需求
拓展时间表:短期 、中期、长期计划
聚光器:将太阳光聚集到吸热器上 吸热器:吸收聚光器聚集的太阳光热量 热交换器:将吸热器中的热量传递给工质 工质:将热量传递给发电机发电
太阳能热发电知识普及
太阳能热发电知识普及概念太阳能热发电,全称为聚焦型太阳能热发电(英文全称:Concentrating Solar Power,简称CSP),是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来,加热工质,产生髙温高压的蒸汽,蒸汽驱动汽轮机发电。
太阳能利用概述其实人类利用太阳能已有3()0()连年的历史,超级悠长。
但真正把太阳能作为一种能源和动力加以利用,其历史却只有不到4()()年。
自17世纪初以来能够依照太阳能利用进展和应用的状况,把现代世界太阳能利用的进展进程大致划分为以下8个阶段。
初始阶段:近代太阳能利用的历史,一般从1615年法国工程师所罗门,德•考克斯发明世界上第一台利用太阳能驱动的抽水泵算起;第二阶段:1901〜1920年这一阶段世界太阳能研究的重点,仍然是太阳能动力装置。
但采用的聚光方式多样化,并开始采用平板式集热器和低沸点工质;笫三阶段:1921〜1945年山于化石燃料的大量开采应用及暴发了第二次世界大战的影响,此阶段太阳能利用的硏究开发处于低潮,参加研究工作的人数和研究项U及研究资金大为减少;第四阶段:1946〜1963年,太阳能利用的研究开始苏醒,增强了太阳能基础理论和基础材料的研究,在太阳能利用的方方面面都有较大进展;第五阶段:1966〜1973年此阶段由于太阳能利用技术还不成熟,尚处于成长阶段,世界太阳能利用工作停滞不前,进展缓慢;第六阶段:1973〜1980年这一时期暴发的中东战争引发了西方国家的"石油危机”,使得愈来愈多的国家和有识之士意识到,现时的能源结构必需改变,应加速向新的能源结构过渡,客观上使这一阶段成了太阳能利用前所未有的大进展时期;笫七阶段:1981〜1991年由于世界石油价钱大幅度回落,而太阳能产品价钱居高不下, 缺乏竞争力,太阳能利用技术无重大冲破;笫八阶段:1992年至今,1992年6月联合国“世界环境与进展大会”在巴西召开以后, 世界各国增强了对清洁能源技术的研究开发,使太阳能的开发利用工作走出低谷,取得愈来愈多国家的重视和增强。
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太阳能热发电知识普及●概念太阳能热发电,全称为聚焦型太阳能热发电(英文全称:Concentrating Solar Power,简称CSP),是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来,加热工质,产生高温高压的蒸汽,蒸汽驱动汽轮机发电。
●太阳能利用概述其实人类利用太阳能已有3000多年的历史,非常悠久。
但真正把太阳能作为一种能源和动力加以利用,其历史却只有不到400年。
自17世纪初以来可以按照太阳能利用发展和应用的状况,把现代世界太阳能利用的发展过程大致划分为以下8个阶段。
初始阶段:近代太阳能利用的历史,一般从1615年法国工程师所罗门,德·考克斯发明世界上第一台利用太阳能驱动的抽水泵算起;第二阶段:1901~1920年这一阶段世界太阳能研究的重点,仍然是太阳能动力装置。
但采用的聚光方式多样化,并开始采用平板式集热器和低沸点工质;第三阶段:1921~1945年由于化石燃料的大量开采应用及爆发了第二次世界大战的影响,此阶段太阳能利用的研究开发处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目及研究资金大为减少;第四阶段:1946~1965年,太阳能利用的研究开始复苏,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,在太阳能利用的各个方面都有较大进展;第五阶段:1966~1973年此阶段由于太阳能利用技术还不成熟,尚处于成长阶段,世界太阳能利用工作停滞不前,发展缓慢;第六阶段:1973~1980年这一时期爆发的中东战争引发了西方国家的“石油危机”,使得越来越多的国家和有识之士意识到,现时的能源结构必须改变,应加速向新的能源结构过渡,客观上使这一阶段成了太阳能利用前所未有的大发展时期;第七阶段:1981~1991年由于世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力,太阳能利用技术无重大突破;第八阶段:1992年至今,1992年6月联合国“世界环境与发展大会”在巴西召开之后,世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发,使太阳能的开发利用工作走出低谷,得到越来越多国家的重视和加强。
到目前为止,太阳能热发电的技术路线主要有四类:技术相对成熟、目前应用最广泛的抛物面槽式;效率提升与成本下降潜力最大的集热塔式;适合以低造价构建小型系统的线性非涅尔式;效率最高、便于模块化部署的抛物面碟式。
聚光类太阳能热发电太阳能热发电通常称为聚光式太阳能发电。
与传统发电站的热源不同,它们是通过聚集太阳辐射获得热能,将热能转化成高温高压蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的。
当前太阳能热发电类型主要是按照太阳能采集方式来划分,类型主要有以下三种,分别为(1)槽式;(2)塔式;(3)碟式。
太阳能槽式系统热发电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,并将管内的传热工质加热产生蒸汽,推动常规汽轮机发电;太阳能塔式系统热发电是利用众多的定日镜,将太阳热辐射反射到置于高塔顶部的高温集热器(太阳锅炉)上,加热工质产生过热蒸汽,或直接加热集热器中的水产生过热蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电;太阳能碟式系统热发电利用曲面聚光反射镜,将入射阳光聚集在焦点处,在焦点处直接放置斯特林发动机发电。
这三种太阳能热发电技术都有其自身的特点,优势和缺点,主要特点及优缺点见表2-1。
表2-1 三种聚光式太阳能电站的发展状况及其优缺点三种太阳能热发电系统中,目前只有槽式发电系统实现了商业化。
从1981年至1991年的10年间,相继在美国加州的Mojave沙漠相继建成了9座槽式太阳能热发电站,总装机容量353.8MW(最小的一座装机14MW,最大的一座装机80MW),总投资额10亿美元,年发电总量为8亿KWh。
太阳能热发电技术同其它太阳能技术一样,在不断完善和发展,但其商业化程度还未达到热水器和光伏发电的水平。
太阳能热发电正处在商业化前夕,专家预计2020年前,太阳能热发电将在发达国家实现商业化,并逐步向发展中国家扩展。
槽式太阳能热发电简介槽式发电是最早实现商业化的太阳能热发电系统。
下图即为一个槽式太阳能热发电系统。
它采用大面积的槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦反射到线形接收器(集热管)上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,同时在热转换设备中产生高压、过热蒸汽,然后送入常规的汽轮发电机内进行发电。
槽式抛物面太阳能发电站的容量为10~1000 MW,是目前所有太阳能热发电站中功率最大的。
通常接收太阳光的采光板采用模块化布局,许多采光板通过串并联的方式,均匀的分布在南北轴线方向。
为了保证发电的稳定性,通常在发电系统中加入化石燃料发电机。
当太阳光不稳定的时候,化石燃料发电机补充发电,来保证发电的稳定性和实用性。
一些国家已经建立起示范装置,对槽式发电技术进行深入的研究。
西班牙50MW槽式热发电站自19世纪80年代,美国人John Ericsson采用槽式抛物面太阳能集热装置驱动了一台热风机。
接着在20世纪初,AubreyEneas的第一辆商业化的太阳能汽车出现了。
1907年,德国阿伦的Wilhelm Meier 博士和斯图加特的Adolf Remshardt,申报了一项用槽式抛物面太阳能集热装置生产蒸汽的专利,他们采用抛物槽式接受器吸收太阳辐射,直接产生蒸汽来发电。
1912年Shumann和Boys在这个专利的基础上设计了一台用槽式抛物面太阳能集热装置生产蒸汽驱动45kW的蒸汽马达泵,集热装置长62m,光线总通径宽度4m,总通径面积1200 m。
1916年德国议会还批准拨款20万马克,在西南非洲领地进行槽式抛物面太阳能集热装置示范试验,遗憾的是由于第一次世界大战的爆发和近东地区石油的发现,阻碍了这项计划的实现。
1977年发生石油危机以后,对槽式抛物面太阳能集热装置的兴趣被重新激起。
在这期间,美国能源部(DOE)和联邦德国研究和技术部都在资助装有槽式抛物面太阳能集热器的加热装置和水泵系统的发展。
国际能源机构(IEM)的9个成员国共同参与了一项总功率为500kW示范试验,该示范试验项目于1981年投入运营;Acurex公司的10000m系统也于1977年至1982 年在美国的一台示范装置上装机使用。
1991年加利福尼亚的槽式抛物面太阳能热利用发电站的运营成功,促进了南欧和其他拥有丰富太阳辐射的发展中国家太阳能热利用计划的开展。
1998年以来,由欧盟支持的DISS (Direct Solar Steam)计划和Euro Trough 计划,以及西班牙和摩洛哥研究计划,启动了欧洲槽式抛物面太阳能技术的发展。
2000年德国联邦议会决定,为太阳能发电实施一项3年投资计划,计划资金的三分之二用于槽式抛物面太阳能热发电项目。
随着制造工艺的不断改进,建造费用由5976美元/KW降低到3011美元/kW,发电成本由26.3美分/KWh降低到了12美分/kWh。
当发电成本降到8美分/KWh 时,太阳能热发电可与常规矿物能源发电相媲美。
随着热能存储设备的加入,可使槽式发电的效率比最初提高7%,可使一个80MW的发电站的光电转换效率达到13.8%。
热能存储设备可以存储剩余的热量,保证发电的平稳,同时它也为独立的太阳能发电提供了保障。
当前正在发展的技术方向为直接蒸汽(DSG)技术。
典型的PTC发电厂动力范围30-150MW,工作温度约为400°C。
如图所示为目前世界上太阳能槽式发电站。
世界槽式太阳能热发电站列表 塔式太阳能热发电简介塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(接受器)上,接受器一般可以收集100MW的辐射功率,产生1100°C的高温。
1950年,原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置,对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。
1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为1MW的太阳炉。
1980年美国在加州建成太阳I号塔式太阳能热发电站,装机容量10MW。
经过一段时间试验运行后,在此基础上又建造了太阳II号塔式太阳能热发电站,并于1996年1月投入试验运行。
塔式太阳能热发电技术最初用蒸汽,它可以直接推动汽轮机发电;但是由于太阳能随气候变化不定,因此蒸汽参数很难控制,而且热量损失大。
上世纪90年代初,美国发明了一种盐塔式太阳能热发电装置,它改用盐熔液作为热载体并建立了一个10MW实验电站,所用的盐熔体由硝酸钾、硝酸钠和氯化钠的混合物构成,价格低廉、热传导性良好,可以在常压下储存在大型容器里;但是由于熔盐有相对高的凝固点(120°C~140°C)所流经的管路在系统启动时要进行预热。
上世纪80年代后期,还有人提出采用空气作为热载体;空气的热传导性虽然不好,但它的工作温度范围大、操作简单、无毒性,不仅能和蒸汽驱动的汽轮机相连,还可以直接利用高温空气驱动燃气轮机,效率更高;在这种方案中,聚焦的光线被投射到一种透气材料(例如一种金属丝编织物),空气从这种被加热的材料中通过,由于空气和这种集热材料的接触面很大,故传热很快,效率很高,而且可以把空气加热到700°C的高温。
西班牙PS10塔式电站在盐塔式太阳能热利用发电站里,熔盐通过泵从冷盐储存器输送到接受器中加热,温度从265°C升到565°C,然后送到热盐储存器里,通过热交换产生蒸汽,放热冷却后又重新回到冷盐储存器里。
1996年至1999年间美国建造的两个10MW电站的运行结果表明,这种设备对技术故障的承受能力很差,但都能找到解决的办法。
例如为防止腐蚀,在接受器管路中使用了新材料;又如盐循环系统中使用潜水泵可简化控制系统,减少价格昂贵且容易发生故障的阀门,保证排空系统正常运行,减少故障发生。
这两个电站的定日镜由于长期使用和早期制造水平不高,目前已出现一系列问题,新型的更大的定日镜正在研制中。
美国最近研制和试验成功的新部件使人们相信,盐塔式太阳能热发电完全可能商业化。
右图为世界太阳能塔式热发电站。
世界塔式太阳能热发电站碟式太阳能热发电简介碟式(又称盘式)太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能动力系统,是目前太阳能发电效率最高的太阳能发电系统,最高可达到29.4%。
碟式系统的主要特征是采用碟(盘)状抛物面镜聚光集热器,该集热器是一种点聚焦集热器,可使传热工质加热到750℃左右,驱动发动机进行发电。
这种系统可以独立运行,作为无电边远地区的小型电源,一般功率为10~25Kw,聚光镜直径约10~15m;也可用于较大的用户,把数台至十台装置并联起来,组成小型太阳能热发电站。
碟式抛物面镜点聚焦集热器早在1878年,一个小的太阳能动力站在巴黎建立,该装置是一个小型点聚集太阳能热动力系统,碟式抛物面反射镜将阳光聚焦到置于其焦点处的蒸汽锅炉,由此产生的蒸汽驱动一个很小的互交式蒸汽机运行。