塔式太阳能热发电吸热体材料研究进展

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提高塔式太阳能热发电系统热效率的研究

关键字：塔式太阳能系统；提高热效率；技术进步中图分类号：ＴＭ６１５文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２ — ５４５Ｘ（２０１３）０３ — ０１８７ — ０３
太阳能光热发电由于具有光电转化率高、能实现连续稳定发电、发电生产过程不产生有毒物质等优点，正在受到人们越来越多的关注【。我国的太阳能资源丰富，年接受太阳辐射约５０００ＭＪｉｍ［５．－７１。我国太阳能辐射量大的地方一般多处于多风沙地带，由于塔式太阳能热发电系统抗风沙能力强，所以在我国发展塔式太阳能热发电系统具有现实意义。我国的塔式太阳能热发电技术起步较晚，目前，还处于示范开发阶段，未形成商业化运营。提高塔式太阳能热发电系统热效率是该技术的关键，本文针对提高塔式太阳能热效率的研究进展进行综述。
收稿日期：２０１２ — １２ — １１
从表１可见，虽然吸热器子系统的总能效率很高（９０．０２％），但其可用能效率最低（５５．４８％）。可用能效率低的子系统还包括发电子系统和镜场子系统。而蒸汽发生系统的总能效率和可用能效率都比较高。为了提高塔式太阳能发电效率，应该把开发的重点放在提高吸热器子系统、镜场子系统和发电子系统的热效率上。
２提高镜场热效率的研究
研究表明啕，当塔式太阳能热发电系统的定日镜场的集热功率增大时，即单塔的太阳能热发电系统大型化后，定日镜场的集热效率随之较快地降低。造成定日镜集热效率下降的主要原因是：由于太阳光传输过程中的余弦效应、大气传输效率和遮挡效应。为了控制余弦效应，精确控制定日镜跟踪太阳技术是其关键。目前定日镜自动跟踪太阳的方法主要有三种：光电跟踪、视日运动轨迹跟踪及混合跟踪。为了降低遮挡效应，吸热器一般设置在很高的位置。而大气传输效率受限于太阳辐射强度和外界环境因素等。镜场布置方式直接影响着镜场的热效率。传统的镜场布置方式采用围绕着吸热塔为中心的圆周布

塔式太阳能光热发电各部件材料选用分析

塔式太阳能光热发电各部件材料选用分析太阳能光热发电是利用太阳热能转换为电能的一种可再生能源发电技术。

塔式太阳能光热发电系统的部件材料的选择对于系统的性能、经济性和可持续性至关重要。

以下是对塔式太阳能光热发电各部件材料选用的分析：1.太阳能控制器和传感器：太阳能控制器和传感器是系统的关键部件，需要使用高温温度传感器和高温稳定的控制器。

材料选用方面，可以考虑使用耐高温腐蚀的合金材料（如铬镍合金）或陶瓷材料（如氧化铝）。

2.高温储热罐：高温储热罐是塔式太阳能光热发电系统中的核心组件，用于储存太阳能热能以供之后转换为电能。

材料选用方面，需要考虑材料的导热性能、耐腐蚀性和耐高温性能。

常用的材料包括不锈钢、镍基合金、陶瓷材料等。

3.热媒管道：热媒管道用于将太阳能采集到的热能传输至储热罐。

由于热媒在管道中的流动会受到高温和腐蚀的影响，所以需要选择耐高温、耐腐蚀的材料。

常用的材料包括不锈钢、铜合金、钛合金等。

4.镜面反射器：镜面反射器用于将太阳光聚焦到塔式太阳能光热发电系统的集热器上。

材料选用方面，需要考虑材料的反射率、耐高温性能和耐腐蚀性能。

常用的材料包括玻璃、银镜、铝镜等。

5.输电线路：输电线路用于将塔式太阳能光热发电系统产生的电能输送到电网中。

材料选用方面，需要选择导电性能好、耐高温、低电阻的材料。

常用的材料包括铜、铝等。

6.支撑结构：塔式太阳能光热发电系统的支撑结构需要具备稳定性和耐腐蚀性能。

常用的材料包括钢结构、铝合金等。

综上所述，塔式太阳能光热发电各部件材料的选用应考虑材料的导热性能、耐高温性能、耐腐蚀性能和稳定性。

在实际应用中，需要根据不同的系统要求和使用环境选择合适的材料，以提高系统的性能和可持续性。

熔盐塔式太阳能发电站与熔盐吸热器的研究

１４９～５８０℃，气化点为６８０ｏＣ。三元盐具有不可燃、过热器、熔盐蒸汽发生器、熔盐预热器、熔盐融化保
无爆炸危险、无毒的特点。在同等条件下三元盐蓄温装置、熔盐输送管路预热保温装置、以及配套辅机
热能力比二元盐下降１０．７％，理论上三元盐每立方和阀门仪表、电控系统、设备容器与管路系统［３】。在
ｉｎ和１５３５ｋｇ／ｍ，其普朗特数分别为５８．７和１７８．１７。器、蒸汽发生器、预热器，用于生产高压过热蒸汽，
液态条件下温度与压力无关，即气化温度点在６００℃ 冷却后的熔融盐最后回到冷盐储罐。生成的高压过热
以上。
蒸或推动汽轮发电机组发电，并经变压器转换成高压
熔盐具有很好的传热和蓄热储能的特点，光热电站常用的是二元混合盐和三元混合盐［ｉ（。二元盐的组成为６０％硝酸钠和４０％硝酸钾（质量分数，下同），分子式为６０％ＮａＮＯ＋４０％ＫＮＯ；另一种常用的二元盐配比为４０％硝酸钠和６０％硝酸钾（４０％ＮａＮＯ＋６０％ＫＮＯ）。二元盐的凝固点为２０７℃ ，在常压条件下为液态，工作温度范围为２９０—６００ｏＣ。二元盐的主要特点是稳定性好、不可燃、无爆炸危险、泄漏蒸汽无毒，光热发电站现场不会产生二次污染。在２０℃环境温度下，二元固态混合盐平均比热容为１５５６Ｊ／（ｋｇ·Ｋ】，在２０７～２３８ｃ【＝之间为固液共存态，熔解潜热为１６１ｋＪ／ｋｇ。二元盐每立方米理论储存０．３９１

塔式光热发电系统介绍及研究

塔式光热发电系统介绍及研究发布时间：2021-12-31T03:13:14.757Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：邹旋[导读] 塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。

简单的项目示意图如下：山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100摘要：塔式光热发电是新能源利用的一个重要方向。

塔式光热发电是指利用大规模阵列镜面收集太阳热能，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。

采用光热发电技术，可大大降低发电的成本降低二氧化碳排放。

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，即热量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。

本文对主要系统功能及配置进行了描述分析。

关键词：光热、塔式、系统塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。

简单的项目示意图如下：塔式光热电厂的集热系统包含定日镜厂区，用以反射和聚焦太阳辐射到中心塔的接收器上。

收集器有管墙（作用相当于换热器）组成的。

太阳辐射反射到收集器上被转化为热能加热硝酸盐熔盐（是一种混合的硝酸盐（60%硝酸钠和40%硝酸钾），以流体的状态在工作温度方位存在与接收器中。

混合熔盐的高熔点为220℃。

本系统作用是进口缓冲罐接受来自冷盐泵熔盐，并送入吸热器，吸热器吸收来自镜场的能量，被加热后的熔盐存储到出口缓冲罐，并经下降管送入热盐储罐储存。

吸热器主要部件有吸热器面板、炉箱、面板支撑结构、进口缓冲罐、出口缓冲罐、应急空气系统等，进口容器是一个立式碳钢压力容器，位于接收器面板的上游。

其配置有伴热和热绝缘以便在熔盐进入前对容器预热。

冷熔盐在到达接收器前，先从冷盐罐中被传送到进口容器。

光热转换材料的研究现状与发展趋势

光热转换材料的研究现状与发展趋势光热转换材料是一种能够将太阳光转化为热能的材料，具有广泛的应用潜力，如太阳能热发电、太阳能热水等。

在过去几十年中，随着太阳能行业的兴起，光热转换材料的研究也取得了重要进展。

本文将对目前光热转换材料的研究现状进行概述，并展望其未来的发展趋势。

目前，光热转换材料主要分为光吸收材料和热辐射材料两大类。

光吸收材料用于吸收太阳光并将其转化为热能，而热辐射材料则用于将热能辐射出去，以减少材料的热损失。

光吸收材料的研究重点在于提高吸收能力和光热转化效率，而热辐射材料则关注于减小热辐射损失和增强热辐射效果。

在光吸收材料方面，目前主要研究的材料包括金属氧化物、有机聚合物和纳米材料等。

金属氧化物如二氧化钛、二氧化锌等具有良好的吸收性能和稳定性，已经得到广泛应用。

有机聚合物由于其较低的成本和良好的可加工性，在光热转换领域也取得了不错的研究进展。

纳米材料如纳米金颗粒和纳米线具有特殊的光学和电子性质，可用于提高光热转换效率。

在热辐射材料方面，主要研究了低发射率材料和微孔材料。

低发射率材料具有较小的辐射传热能力，可以减小热辐射损失，提高光热转换效率。

微孔材料是一种具有多孔结构的材料，可以减少热传导，并具有较大的表面积和较高的吸收能力。

除了材料本身的研究，光热转换材料还需要结合器件的研发来进行应用。

传统的光热转换器件主要采用平面太阳能集热器和热储存器，这种方式存在集热效率低和储存热损失大的问题。

因此，研究人员开始尝试新型的光热转换器件，如纳米结构材料、光学陷阱和光电热转换装置等。

这些新型器件可以提高集热效率和热能存储性能，进一步改善光热转换系统的整体效能。

未来光热转换材料的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，研究人员将致力于开发更高效的光热转换材料，以提高太阳能利用率。

其次，随着纳米技术的发展，纳米材料将会成为光热转换材料的重要研究方向。

纳米颗粒和纳米线具有较大的比表面积和特殊的光学性质，在光热转换中具有巨大的潜力。

塔式太阳能光热电站的研究进展

Sustainable Development 可持续发展, 2019, 9(4), 789-795Published Online October 2019 in Hans. /journal/sdhttps:///10.12677/sd.2019.94094Research Progress of Tower Solar Thermal Power StationXiaopeng GaoXiamen University Malaysia, Kuala Lumpur MalaysiaReceived: Oct. 8th, 2019; accepted: Oct. 23rd, 2019; published: Oct. 30th, 2019AbstractThis paper summarized the research progress of heliostats, heat sinks, supercritical CO2 Braden cycle tower photothermal power generation systems and tower solar-assisted coal-fired power generation systems, and analyzed the economics of tower solar thermal power generation tech-nology. The tower, trough, linear Fresnel, and dish-type, four solar thermal power stations were compared. Finally the feasibility of constructing a large-scale solar thermal power station in the northwest region was explored, and it was concluded that the tower solar thermal power station can sustain large-scale power generation continuously, but the improvement of its photoelectric efficiency and the feasibility of actual construction should be further developed in the future re-search.KeywordsTower, Solar Energy, Solar Thermal Power Generation, Efficiency, Cost塔式太阳能光热电站的研究进展高晓鹏厦门大学马来西亚分校，马来西亚吉隆坡收稿日期：2019年10月8日；录用日期：2019年10月23日；发布日期：2019年10月30日摘要本文全面阐述了定日镜、吸热器、超临界CO2布雷登循环塔式光热发电系统和塔式太阳能辅助燃煤发电系统技术的研究进展情况，剖析了塔式太阳能热发电技术的经济性，对比了塔式、槽式、线性菲涅尔式、高晓鹏碟式四种模式太阳能光热电站，研究探讨了中国西北地区建设大规模光热电站的可行性。

塔式太阳能光热发电各部件材料选用分析

吸热器一、工质：熔融盐1、成分2、物理特性密度：3、熔融盐腐蚀特性1)、熔盐温度≤290℃A、此温度下碳钢腐蚀很慢（大约1年为2.1微米），设计厚度可以不考虑腐蚀。

B、此温度下合金钢和奥氏体不锈钢可以不考虑腐蚀。

2）、290℃<熔盐温度≤480℃A、此温度下碳钢腐蚀严重（大约1年为44微米），不适合使用碳钢。

B、此温度下要求合金钢有含9%的铬，从而在熔盐中有良好的抗腐蚀性；2-1/4Cr-1Mo钢在480℃下有严重的铬钼钢剥落，不足以抗熔盐腐蚀。

C、此温度下奥氏体不锈钢可以不考虑腐蚀。

3）、熔盐温度>480℃A、此温度下奥氏体不锈钢（304H、316H、347H）足够抗熔盐腐蚀(大约1年为2—3微米左右)，但在短暂的热辐射后，前两种合金形成微观结构，对因偶然与水接触后的含水应力腐蚀裂痕很敏感。

347H同样有良好的抗熔盐腐蚀性，但不易受含水裂痕影响。

二、工作条件吸热器用来吸收定日镜聚焦反射的高温太阳辐射热量，运行中，管子内壁受熔融盐的腐蚀，管子外壁受太阳光高温辐射。

表一Solar Two吸热器管排温度分布三、选材分析经过使用性能和经济性的对比分析选用了TP316H该钢是各国通用的奥氏体不锈耐热钢，由于钢中含有2%-3%的Mo，对各种无机酸、有机酸、碱和盐类的耐腐蚀性及耐点蚀性显著提高，在熔盐和其他介质中，其耐蚀性比TP304H好，该钢在高温下具有良好的蠕变强度、冷变形和焊接能力。

与该钢与我国的07Cr17Ni12Mo2相当，容许使用壁温≤650℃。

集箱：SA-213/TP316H管排：SA-213/TP316HTP316H主要性能：蒸汽发生器一、工质管程：水壳程：熔盐二、工作条件蒸汽发生器由预热器、蒸发器、过热器组成。

预热器负责将水加热至饱和点，蒸发器将饱和水汽化，产生饱和蒸汽，过热器产生额定的过热蒸汽。

三、选材分析经过使用性能和经济性的分析对比选用以下材料：1、预热器：壳程—Q345R(GB713) 管程—20G（GB5310）2、蒸汽发生器：壳程—0Cr18Ni9(GB4237)管程—TP304H(ASME/SA-213)3、过热器：壳程—Q345R(GB713-2008)管程—TP347H（ASME/SA-213）Q345R主要性能如下：1、化学成分2、力学性能和许用应力3、物理性能20G主要性能如下1、化学成分2、力学性能3、许用应力(MPa)规定温度℃4、物理性能0Cr18Ni9（304）主要性能如下：1、化学成分2、力学性能3、许用应力(MPa)规定温度℃4、物理性能TP304H主要性能TP347H主要性能。

塔式太阳能热发电吸热器技术进展

吸热器的平均辐射热流密度达３００～ｌ０００ｋＷ／
ｍ，系统工作温度高达１０００℃，电站规模可达
ｉｎｌａｎｄａｎｄｏｖｅｒｓｅａｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｅｘｔｅｒｎａｌｔｕｂｕｌａｒｒｅｃｅｉｖｅｒｆｅａｔｕｒｅｓｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ
ｌｏｗｅｒｃｏｓｔ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｔｏｍｏｒｅａｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｈｅａｔｓｔｏｒｅｌｆｕｉｄ，ｍｏｌｔｅｎ
ｓａｌｔｈａｓｂｅｔｔｅｒｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．ｅｓｙｓｔｅｍｉｓｎｅａｒｌｙａｔａｔｍｏｓｐｈｅｉｃｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃａｎａｆｏｒｄｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒ
ＴｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＳｏｌａｒＣｅｎｔｅｒＲｅｃｅｉｖｅｒｓｆｏｒＳｏｌａｒＰｏｗｅｒＴｏｗｅｒ
ＷＵＪｕｎ，ＬＵＲｉｓｈｉ，ＺＨＡＯＨｕａｎ — ｈｕａｎ，ＤＯＮＧＡｉ — ｈｕａ
（１．哈尔滨电气股份有限公司，哈尔滨１５００４０；２．哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司，哈尔滨１５００９０）摘要：文中介绍了现有塔式太阳能热发电吸热器技术，针对不同吸热器结构和传热介质，结合国内外现有主要塔式太阳能热发电站，对吸热器性能进行比较研究。结果表明，外露管式吸热器结构简单、造价低，应用广泛；而熔盐作为传热和蓄热介质具有较好的性能，系统无压运行且能承受高热流密度，是将来的研究方向。关键词：塔式太阳能热发电；吸热器；传热介质中图分类号：ＴＫ５１４文献标志码：Ｂ文章编号：１００９— ３２３０（２０１３）０ｌ一００３６— ０３

光热发电技术研究进展与应用分析

光热发电技术研究进展与应用分析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先进能源利用方式。

随着全球对可再生能源的需求不断增长，光热发电技术得到了广泛关注和研究。

本文将对光热发电技术的研究进展和应用进行分析。

一、光热发电技术的原理与分类光热发电技术基本原理是利用反射、折射和吸收等光学现象将太阳能聚焦在集热器上，使集热器内的工质受热产生蒸汽，驱动涡轮发电机组发电。

根据集热器的类型和系统结构，光热发电技术可分为平板型、塔式和抛物槽型等多种分类。

1. 平板型光热发电技术平板型光热发电技术中，集热器通常由平行排列的平板镜组成，通过反射和折射将太阳光聚焦在集热管上，工质被加热后产生蒸汽驱动发电机发电。

这种技术具有结构简单、投资成本低等优点，但集热效率较低。

2. 塔式光热发电技术塔式光热发电技术中，集热器通常由位于塔顶和塔底的反射镜组成，利用折射将太阳光聚焦在塔顶的集热器上，工质在集热器内受热后产生蒸汽，驱动发电机组发电。

这种技术具有集热效率高、发电稳定等优点，但系统复杂、投资成本较高。

3. 抛物槽型光热发电技术抛物槽型光热发电技术中，集热器通常由一系列抛物槽镜组成，将太阳光聚焦在集热管上，工质在集热器内受热后产生蒸汽，驱动发电机组发电。

这种技术具有集热效率高、适应性广等优点，但抛物槽制造难度较大。

二、光热发电技术的研究进展随着对可再生能源的需求不断增长，光热发电技术在过去几十年内取得了长足的发展。

在平板型光热发电技术方面，研究人员通过改变镜面形状和表面涂层等方式提高了集热效率。

在塔式光热发电技术方面，研究人员设计了多层反射镜结构，提高了光照集中度和热能利用率。

在抛物槽型光热发电技术方面，研究人员提出了多种抛物槽形状，以适应不同太阳能入射角度。

此外，光热发电技术的研究还涉及到热储存技术、工质的选择以及系统集成等方面。

研究人员通过热储存技术储存多余热能，实现24小时稳定发电。

同时，选择合适的工质能够提高光热发电系统的效率。

太阳能发电技术的最新进展

太阳能发电技术的最新进展太阳能作为一种可再生能源，近年来得到了广泛的关注和研究。

随着技术的不断进步和成本的不断降低，太阳能发电已经成为可持续发展的重要组成部分。

本文将介绍太阳能发电技术的最新进展，包括光伏技术、光热技术和生物太阳能技术。

一、光伏技术光伏技术是目前应用最广泛的太阳能发电技术。

其原理是利用光电效应将太阳能转化为电能。

光伏技术主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、卤化物钙、有机太阳能电池等几种类型。

近年来，光伏技术得到了快速发展。

一方面，太阳能电池的效率不断提高，目前商用的单晶硅太阳能电池的效率已经能够达到22%以上。

另一方面，太阳能电池的成本也不断降低，预计到2025年，太阳能电池的成本将降至每瓦1美分以下。

除此之外，近年来，光伏技术还出现了重大的技术突破，如柔性光伏技术、透明光伏技术和双面光伏技术。

柔性光伏技术是利用高分子材料作为基底来制作太阳能电池，可以实现太阳能电池的柔性和可弯曲性。

透明光伏技术可以将太阳能电池嵌入到建筑玻璃中，使建筑在保持透明度的同时，实现太阳能发电。

双面光伏技术则是利用太阳能电池的双面发电特性，使其同时从正反两面接受太阳能照射，提高发电效率。

二、光热技术光热技术是指利用太阳能将水加热或转化为蒸汽，再通过汽轮机发电。

光热技术主要有平板集热器、聚光式反射器和塔式集热器等几种类型。

近年来，光热技术也得到了快速发展。

一方面，聚光式反射器技术得到了改进，使其更加精准地将太阳能反射到集热器上，提高了发电效率。

另一方面，塔式集热器技术也得到了突破，其原理是利用高温媒介流体将太阳能转化为热能，再通过热交换器传导至发电机组，实现发电。

目前，西班牙的塔式集热器太阳能发电项目已经达到了1GW的规模。

三、生物太阳能技术生物太阳能技术是指利用光合作用将太阳能转化为生物质，再通过发酵或热解等过程将其转化为生物燃料。

生物太阳能技术主要有微藻能、植物能和生物炭能等几种类型。

近年来，生物太阳能技术也得到了发展。

太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展

太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其开发利用已成为全球关注的焦点。

太阳能光电、光热转换材料作为太阳能利用的核心技术之一，其研究现状与进展对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。

本文旨在全面梳理太阳能光电、光热转换材料的研究现状，分析当前的研究热点和难点，展望未来的发展趋势，以期为推动太阳能产业的可持续发展提供理论支持和实践指导。

本文将回顾太阳能光电、光热转换材料的发展历程，介绍其基本原理和分类，为后续的研究现状分析和进展讨论奠定基础。

重点分析太阳能光电转换材料，包括硅基材料、薄膜材料、钙钛矿材料等的研究现状，探讨其性能优化、成本降低以及产业化应用等方面的进展。

同时，对太阳能光热转换材料，如选择性吸收涂层、光热转换液体等的研究现状进行梳理，分析其在提高光热转换效率、稳定性以及应用领域拓展等方面的研究成果。

在此基础上，本文将深入探讨太阳能光电、光热转换材料研究中存在的问题和挑战，如材料性能瓶颈、制备工艺复杂、成本高昂等，并提出相应的解决策略和发展方向。

展望太阳能光电、光热转换材料的未来发展趋势，预测其在提高光电转换效率、降低成本、拓宽应用领域等方面的潜在突破，为太阳能产业的可持续发展提供新的动力。

通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、深入的太阳能光电、光热转换材料研究现状与进展的认识，为相关领域的研究人员和企业决策者提供有益的参考和借鉴。

二、太阳能光电转换材料太阳能光电转换材料是能够将太阳光直接转化为电能的材料，主要包括硅基材料、多元化合物薄膜材料、有机和聚合物材料以及染料敏化太阳能电池材料等。

随着全球对可再生能源需求的不断增长，太阳能光电转换材料的研究与应用日益受到重视。

硅基材料作为目前最成熟、应用最广泛的光电转换材料，经历了从单晶硅到多晶硅、再到薄膜硅的发展过程。

单晶硅太阳能电池转换效率高，但成本较高；多晶硅和薄膜硅则具有较低的成本和较好的应用前景。

塔式太阳能光热发电技术综述

塔式太阳能光热发电技术综述摘要：太阳能热发电是利用太阳能聚光及换热系统将太阳辐射能转化为热能，然后经过各种方式转换为电能的技术形式，其中塔式太阳能发电技术是目前应用较为成熟的光热发电技术。

本文简要阐述了塔式太阳能光热发电系统的工作原理和系统组成，探讨了技术发展趋势。

关键词：光热发电；储能；太阳能；技术发展0 引言太阳能具有资源充足、长寿、分布广泛、安全、清洁，技术可靠等优点，在未来的能源战略中占有重要的地位。

而光热发电作为太阳能发电模式之一，是目前唯一可同时实现友好并网与有效调峰的可再生能源发电技术，可在很大程度上解决新能源发电的随机性和波动性问题，因此近年来成为世界范围内可再生能源领域研发和投资的热点，如西班牙、美国、阿联酋、摩洛哥、南非等国家，呈现大力发展太阳能光热发电的发展趋势。

截至2018年底，全球光热发电装机容量已达6.069GW，美国、西班牙等国有3GW装机容量已成功商运。

【1】虽然我国光热发电技术的研究和商运较晚，但随着国家首批光热示范项目的推进，预计2019年底装机规模可突破50万kW。

1 太阳能集热系统尽管太阳辐射强度最高可达63MW/m2，然而受大气散射、太阳高度角等影响，地面太阳能可利用辐射强度仅为1kW/m2左右，且很难直接为介质提供较高的温度。

因此，需要通过聚光系统来提高太阳能流密度，降低热量转换损失。

聚光集热系统由面积较大的反射表面组成，收集入射的太阳辐射并将其集中到具有吸热器上。

根据聚光方式的不同，太阳能光热发电形式可分为槽式、塔式、碟式、线型菲涅尔式四种，图1为不同太阳能光热发电技术路线原理示意图。

从集热方式上来看，槽式和菲涅尔式都属于线聚焦，塔式和碟式属于点聚焦；从运行特点来看，槽式需要单轴跟踪太阳，碟式和塔式需要双轴跟踪太阳运行，菲涅尔为固定安装；从光热电转化效率来看，碟式光热电转化效率最高，其次为塔式，槽式和菲尼尔都低于20％。

【2】从商业成熟度来看，槽式和塔式是目前两种主流的光热利用技术。

太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展

第45卷第11期2017年11月硅酸盐学报Vol. 45，No. 11November，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.11.03 太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展王聪，代蓓蓓，于佳玉，王蕾，孙莹(北京航空航天大学物理学院太阳能物理实验室，北京 100191)摘要：重点探讨了太阳能光电、光热转换技术领域的材料研究现状与发展，主要包括光伏电池半导体材料和太阳光谱选择性吸收涂层光学材料膜系。

太阳电池材料的关键问题还是成本与光电转换效率，钙钛矿太阳电池的研究成为光伏电池新的研究热点。

太阳光谱选择性吸收涂层是太阳能光热利用领域的核心材料技术之一。

近年来，太阳能的中高温热利用，尤其是聚焦热发电技术，作为与光伏发电平行的另一种主流太阳能发电方式，成为人们日益关注的焦点。

另外，还阐述了中高温太阳光谱选择性吸收涂层在国内外的研究成果和最新进展。

关键词：太阳能；光伏电池；太阳能聚焦热发电；太阳光谱选择性吸收涂层中图分类号：TK519 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)11–1555–14网络出版时间：2017–10–09 13:56:00 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20171009.1356.014.html Recent Development and Advance of Solar Photovoltaic Materials and PhotothermalConversion MaterialsWANG Cong, DAI Beibei, YU Jiayu, WANG Lei, SUN Ying(Center for Condensed Matter and Material Physics, Beihang University, Beijing 100191, China)Abstract: The research status and advance of solar photovoltaic materials and photothermal conversion materials, which mean semiconductor solar cell materials and solar spectral selective absorbing coatings, were reviewed. The main problems of solar cell materials are cost and photoelectric conversion efficiency (PCE). The investigation of perovskite solar cell becomes a new research hotspot. On the other hand, solar selective absorbing coating is one of the key material technologies of solar thermal utilization. In recent years, medium-high temperature heat utilization of solar energy, especially the technology for concentrated solar power (CSP) as another mainstream of solar energy generation, is becoming a focusing in parallel with photovoltaic power generation. Thus this paper also talks about the research results and recent development of high temperature solar selective absorbing coatings as an important content.Keywords: solar energy; photovoltaic cell; concentrated solar power; solar selective absorbing coating太阳能作为一种取之不尽的清洁能源成为人类开发的重要绿色能源之一。

太阳能光热发电技术研究现状及其关键设备问题分析

太阳能光热发电技术研究现状及其关键设备问题分析摘要：太阳能是用之不竭的可再生清洁能源，有效利用太阳能光热发电可减少对煤炭、石油、天然气等化石能源的依赖。

目前中国的太阳能利用形式主要为中低温热利用和光伏发电，中高温热利用起步较晚，尚未完成商业化。

太阳能热发电是利用大规模太阳镜场将太阳能聚集起来，产生高温蒸汽驱动汽轮机发电的技术，相比于其它太阳能利用形式，能较好地解决太阳能不稳定、不持续的弱点，有利于太阳能的大规模利用。

按照太阳能镜场的集热方式，太阳能热发电主要分为抛物槽式太阳能热发电、塔式太阳能热发电和碟式太阳能热发电，此外还可将太阳能热发电技术与常规能源集成，目前有太阳能燃煤互补电站和太阳能燃气互补电站。

太阳能光热发电技术是太阳能利用的重要方式，在未来有广阔的发展前景。

关键词：太阳能；光热发电；技术发展一、太阳能发电系统分类及工作原理目前，较为成熟的太阳能发电技术是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。

太阳能光热发电技术又分为塔式太阳能光热发电、槽式太阳能光热发电和碟式太阳能光热发电。

目前槽式和塔式太阳能光热发电站实现了商业化示范运行，而碟式发电系统仍处于示范阶段。

光热发电的工作原理太阳能光热发电的基本原理与常规火力发电相似，它主要利用大规模阵列镜面集聚太阳热能，通过换热装置加热产生蒸汽，然后驱动传统的汽轮发电机产生电能。

光热发电涉及光—热—电之间的转换，包括以下几个过程：光的捕获与转换过程、热量吸收与传递过程、热量储存与交换过程、热电转换过程。

相比光伏发电而言，太阳能光热发电技术不需要昂贵的晶硅光电转换工艺，同时具有较高的发电效率。

另外，利用相对成熟的热存储技术，可以存储部分热能，到了晚上，利用蓄热发电。

二、技术类型、特点与存在问题1.槽式太阳能光热发电系统槽式系统主要是把太阳光聚焦到管状集热器，加热带有真空玻璃罩的管内介质（多为导热油）。

工质在吸收足够热量之后，在经过油水换热器时与其中的水进行换热，将水加热成为过热蒸汽，产生的蒸汽在汽轮机中做功并带动发电机转动发电。

塔式太阳能热发电技术的发展

塔式太阳能热发电技术的发展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境问题的日益突出，寻找清洁、可持续的能源已成为全球关注的焦点。

太阳能作为一种无穷无尽、无污染的能源，受到了广泛关注。

太阳能热发电技术，特别是塔式太阳能热发电技术，作为一种高效的太阳能利用方式，近年来得到了快速发展。

本文旨在全面概述塔式太阳能热发电技术的发展历程、现状、优势与挑战，以及未来的发展趋势，为相关领域的研究者、政策制定者和投资者提供有益的参考。

我们将首先回顾塔式太阳能热发电技术的基本原理和发展历程，包括其从概念提出到实际应用的关键节点和标志性成果。

接着，我们将分析当前塔式太阳能热发电技术的现状，包括技术成熟度、市场规模、应用领域等方面的情况。

我们还将探讨塔式太阳能热发电技术的优势和挑战，如高效率、长寿命、环境友好等优势，以及投资成本高、技术难度大等挑战。

我们将展望塔式太阳能热发电技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本降低、市场拓展等方面的预测。

我们相信，随着技术的进步和政策的支持，塔式太阳能热发电技术将在未来的能源领域发挥更加重要的作用，为人类的可持续发展做出重要贡献。

塔式太阳能热发电技术，又称中央接收器式太阳能热发电系统，其基本原理是利用定日镜场将太阳光反射并集中到高塔顶部的集热器上，将接收到的太阳辐射能转换为热能，再通过热机将热能转换为机械能，最终驱动发电机产生电能。

大面积的定日镜场由众多反射镜组成，这些反射镜能够根据太阳的位置自动调整角度，确保太阳光能够精确地反射并集中到塔顶部的集热器上。

集热器通常采用熔融盐、液态金属或其他高温介质作为吸热工质，这些工质能够吸收并存储大量的热能。

吸热工质在集热器中被加热到高温后，通过热交换器将热能传递给工作介质，如蒸汽或气体。

这些工作介质在高温高压下推动汽轮机或燃气轮机转动，进而驱动发电机发电。

发电过程中产生的废气或蒸汽会经过冷凝器冷却并回收余热，以提高整个系统的发电效率。

冷却后的工作介质会重新循环使用，形成一个闭合的热力循环系统。

塔式光热电站现状及技术发展趋势

塔式光热电站现状及技术发展趋势摘要：本文结合国内外太阳能光热发电技术，重点介绍了该技术的发展现状。

根据国内外降低光热发电成本的要求，展望未来塔式光热技术发展趋势，得出通过关键设备国产化，出台电价政策或是电价指导性意见，加快我国塔式热发电进程，最终实现共赢。

关键词：塔式；光热电站1、前言当前，在应对能源问题以及全球变暖问题的大背景下，在众多可再生能源类型中，太阳能是未来最理想的能源之一。

太阳能光热发电可与储热系统及火力发电结合，实现连续发电，并且稳定性高，兼容性强，便于调节。

成熟的火力发电技术降低了太阳能热发电整体技术开发的风险。

储热系统的优势可以平滑发电出力，具备参与系统调峰的能力，提高电网灵活性和接纳波动性可再生能源的能力，友好的接入电网。

因此，太阳能光热发电被视为未来取代煤电的最佳备选方案之一，已成为可再生能源领域开发应用的热点。

近年来，光热发电发展步伐迅速，太阳能资源开发相对较早的美国、西班牙两国，无论在技术上还是商业化进程，都在全球位列前茅。

而我国的光热发电技术起步较晚，但随着太阳能光热发电示范项目和标杆上网电价重磅出台，我国光热发电开启了新的转折，确信太阳能光热发电产业必将在我国能源利用中发挥越来越重要的作用，未来发展前景广阔。

2、塔式光热发电技术现状目前，根据聚光集热系统的不同，太阳能热发电的代表性技术有：抛物槽式系统、塔式系统、线性菲涅尔系统以及碟式系统。

碟式光热技术没有热能储存装置，没有阳光机组就立即停运。

目前国内外成熟项目主要集中在塔式熔盐、槽式导热油、线性菲涅尔三种光热发电技术，但菲涅尔式光热发电技术主要研究单位为国内新兴的企业，属于新兴技术，最终试验效果有待验证，未能实现成熟的商业化应用。

本文主要介绍塔式太阳能光热发电技术，此技术主要由聚光集热系统、热交换系统、蓄热系统以及发电系统四部分组成。

2.1 聚光集热系统（1）定日镜定日镜是塔式太阳能发热系统中最基本的光学单元体，是能量转化最初阶段非常重要的设备。

综述(塔式太阳能热发电)

塔式太阳能热发电技术摘要：太阳能热发电是一种最新、最清洁的能源生产方式。

本文首先从宏观角度简要介绍了几种利用太阳能进行热发电的方式，对槽式、碟式、塔式太阳能热发电系统作了简要的介绍。

然后结合前期对塔式太阳能热发电能源采集子系统中的吸热器数值模拟研究做了一定的分析，结果表明在一定操作温度下吸热腔形式、开口尺寸、倾角等对腔体吸热器对流热损失将有较大的影响。

西安交通大学魏进家，方嘉宾等人的数值模拟结果表明在低温操作情况下，对流热损失约是辐射热随时的2-2.5倍，因此这对吸热器的集热效率会产生较大的影响。

另外，腔体的形式也将对吸热腔体内部热流分布的均匀性产生较大的影响。

结合这些参考结果，本文提出在未来工作需要继续解决的问题，为进一步研究明确目标。

关键字：太阳能热发电，塔式，碟式，槽式，定日镜，吸热器，腔体1. 引言太阳能作为一种清洁能源，在能源短缺及环境恶化的现代广受社会关注。

利用太阳能进行发电成为研究的核心内容。

目前，太阳能光伏发电技术成熟，但是其关键材料单晶硅的生产制备污染大，运用碳排放方法对其核算，光伏发电只有在其运行服役20年之后其碳排放量才可以与一般火电站相比拟，然而其太阳能电池板使用年限最长为15—25年，所以，就此讨论其节能但不降低碳排放污染。

因此目前研究主要方向在于利用太阳能产生热能驱动汽轮机械进行发电。

太阳能热发电形式有多种,以光学聚焦方式将太阳辐射能转换为高温热能,驱动汽轮发电机组发电是常用的形式。

主要发电方式有太阳能塔式、槽式和碟式发电系统。

而非聚光方式的太阳能热发电则有太阳池热发电和太阳热气流发电两种方式。

其简单分类见图1。

近些年,国际上太阳能热发电发展很快,技术研发和产品开发方面进步飞速,投产运行的太阳能热电站也不在少数,其中,以西班牙和美国的综合发展最为迅速。

图1 太阳能热发电简要分类其中，非聚光类热发电中太阳池热发电（图2）及太阳能热气流发电（图3），两者共同点在于将太阳能转化为较低温的热能再由热气\汽推动风机或涡轮机产生电能；他们与聚光类太阳能热发电的主要区别在于热能利用品位较低，动力小，但是系统简单而且其蓄热与集热为一体，聚光类的太阳能热发电方式需要配备专门的蓄热子系统来存储热能，而且碟式仅能储存电能。

塔式太阳能热发电的技术探讨

第３２卷第３期
２１０１年９月
电站辅机
ＰｏｒＳｔｔｏｕｉｉｒｗｅａｉｎＡｘｌａｙＥｑｕｐｍｅｉｎｔ
Ｖｏ．２Ｎｏ３Ｉ３．
Ｓｅｔ２ｐ．０１１
文章编号：６２０１（０１０—０１０１７ —２０２１）３００—６
ｇｅｒｔｏｑｕｔｔｉ３０ＭＷｐｅｓｕａｅｎｅａｉｎａｎｉｙｓ５ｒｑｒｋｉｏｅｅｉａｃｄｎｃｗｉｈ５ｌｍｔｒｎｃｏｒａｅｔ３ｈｅｔｅｅｔｉｉｙｏｎｒｉｎａｅＩａ — ｌｃｒｃｔｃｖｅｓｏｒｔ．ｎ
度水平，得高通量的热流被尽可能地集中收集，使避
免了收集过程的散热损失。目前已实践的塔式接收装置，集热器的外表面温度可达１０其００℃ 以上，这
约５０００吨／，年且不产生固体废料。因此，利用太阳
达百万千瓦级。如果按照３的热电转换效率计５
泓（９５），级工程师，士，业于上海理工大学，任上海电气电站设备有限公司电站辅机厂技术管理１６一女高硕毕现
处处长，事技术管理工作。从
关键词：阳能；式；电；置；数；算；术；讨太塔发装参计技探
中图分类号：７７Ｐ４文献标识码：Ａ
ＴｅｈｎｌｇｃｌＤｉｃｓｉｎｏｅｔｉｎｒｔｏｆｃＯ０ｉａｓｕｓｏｎＥｌｃｒｃＧｅｅａｉｎｏ

太阳能光热技术国内外研究现状

太阳能光热技术国内外研究现状就目前来说，国内外利用太阳能光热技术主要用来发电，通过收集和吸收太阳辐射来加热水或空气，通过高温蒸汽来驱动蒸汽轮机发电，这种发电方式叫做聚光式发电[6]。

世界上所使用的太阳能热发电形式主要有：太阳能塔式发电系统、太阳能槽式发电系统、太阳能碟式发电系统和线性菲涅尔式太阳能热发电系统[7]。

随着太阳能热发电技术的发展，国内也大量研发出太阳能热发电的技术和装备，甚至一些研发部门已经设计出可商业化的热发电系统。

而在其他领域，太阳能光热技术的应用还不是十分广泛,仅在一些方面小规模应用。

刘余、徐伟巍[8]提出建立太阳能光热技术与建筑相结合的系统，使建筑更加节能，通过该系统可以将太阳能与建筑紧密结合，具有良好的发展前景。

专利CNXX10127145.9[9] 提出将太阳能电池组件与太阳能集热器整合，形成太阳能光热系统。

不但可更有效的利用太阳能，亦可有效降低太阳能组件所累积的热能，更加可靠，效率更高。

30288在本课题中，主要应用太阳能光热技术来促使工质受热膨胀，驱动装置运转。

整体装置分为三个部分：集热装置、驱动装置以及追踪装置。

太阳能集热装置是提高光热转换效率的关键，国内外对该部分进行了多方面的研究。

袁颖利[10]等人研制了一种真空管太阳能空气集热器，该集热器使用内插管结构，能极大提高集热效率，并降低总体热损系数。

任云锋、鱼剑琳[11]等人结合复合抛物面聚光器(CPC)和热管平板式集热器，设计了一种新型太阳能集热器，该集热器以平面吸热板为接收器，集热温度和集热效率比普通平板式太阳能集热器高，并且集热过程中热损失较低。

Hamid Mohadam、Farshad Farshchi Tabrizi[12]等人对太阳能平板集热器进行研究，使用数学建模设计出太阳辐射吸收率最大化的前提下平板的倾斜角度，并将其设计出的结果与气象站观测到的数据相比较，证明该倾斜角度与实际过程的太阳辐射变化能完美的匹配。