太阳能光热技术介绍 PPT课件

64 MWe Acciona Nevada Solar One Solar Parabolic Trough Plant
PS20 plant under construction beside PS10
www.themegallery.com
Abengoa solar dish stirling
DNI≥5kWh/m2day，坡度小于3%
16000GW
以上数字来自于《中国太阳能集热发电的可行性及政策研究报告》
我国光热发电现状
槽式CSP，50MW， 鄂尔多斯
工 业 化 运 行 的 10MW 塔 式 CSP 项 目 将 落 户 柴达木盆地，预计 2014年建成投产。
2012年，1MW 塔 式CSP示范项目
0.08-0.16
0.25
以上数据来自国金证券研究所
制约因素
关键技术缺失：在发电系统性能、工艺、材料、部 件以及相应关键技术等方面技术不足 技术引进困难：目前太阳能光热发电技术均属于保 密级别。 技术自身成熟程度：国外的技术大多在示范阶段； 技术的适用性：国外技术与我国特殊气候条件的适 用性值得怀疑。
集热塔式CSP 电站
50-165m
1.2-120m2
集热塔式 聚光系统
定日镜系统 吸热和热量传递系统 发电系统
Gemasolar 电站结构示意图
550~700℃
优点：
✓聚光倍率高，聚光比一可达到200～1000； 投射到塔顶吸热 器的平均热流密度可达300～1000kW/m2,工作温度最高达 1000℃以上。 ✓由于接收器散热面积相对较小以及运用了储能槽，使其有较 高的光电转换效率。 ✓容易获得配套设备；
到2015年底，以经济性与光伏发电基本相当为 前提，建成光热发电总装机容量100 万千瓦； 到2020年，实现光热发电300万千瓦。
20 世纪80 年代初， 试制了2 台5KW 碟式抛物面点聚 焦太阳能热发电 装置
2005 年 ， 70kW 塔式CSP实验室
三种典型光热发电技术介绍
太阳能热发电系统的组成
具有代表性的槽式CSP电站情况
加装大容量融盐储热单元的槽式CSP 电站结构
混合动力CSP电站24小时运行工况
碟式CSP 电站
抛物面蝶式 聚光系统
聚光器 接收器 热机
典型系统25kW
优点：
✓发电系统简单，聚光比高； ✓模块化部署； ✓ 系统发电效率高。
缺点：
✓高温接收器较为复杂； ✓管道及保温材料昂贵。
槽式CSP 塔式CSP 碟式CSP 菲涅尔式CSP
热发电与光伏发电典型负荷曲线比较
热发电 负荷率
光伏发电
时间
www.themegallery.com
全球太阳能热发电现状
根据《太阳能发电发展“十二五”规划》，截止到2010 年底， 全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110 万kW，在 建项目总装机容量约1200万 kW。
聚光比 跟踪方式
聚光效率
集热效率 工质
工质温度/℃
50-100
200-1000
1000-6000
单轴、同步
双轴/方位角+ 仰角、独立
双轴/方位角 +仰角
焦距短、镜面和焦 点位置固定、效率
高
焦距长、现有跟踪方 式像散严重，效率低
焦距短、镜面和 焦点相对位置固
定，效率高
效率低
效率高
效率高
油/水
油/水
空气/水
400
500-1200
750-2000
热机效率
中
较高
高
发电效率%
14%-16%
17%-20%
19%-25%
占地面积
大
商业化程度
已商业化可获得
混合循环的设计潜力 建设成本（$/w）
开发成本（$/kWh）
3.6（6h储能） 0.15-0.26
中
小
规范化示范站
原理机，示范样 机
均可以
3.4（不含储能） 5.4（不含储能）
太阳能热发电利用技术介绍（一）
主要内容
I. 太阳能资源的利用方式 II. 太阳能热发电利用现状 III. 三种典型光热发电技术介绍（原理、系统及参数） IV. 各光热发电系统的对比分析 V.制约我国光热发展的因素
太阳能资源的利用方式
太阳能
光热利用
中低温
高温
光伏利用
单晶硅、多晶硅、 薄膜电池
太 阳 能 热 水 器 ， 太 阳 太阳能热发电(CSP)， 能 建 筑 ， 太 阳 能 制 冷 太阳能热化学制燃料， 供 暖 ， 太 阳 能 海 水 淡 太阳能煤制油等 化，太阳能工农业供 热系统等；
以上数字来自于《中国太阳能集热发电的可行性及政策研究报告》
全球太阳能热发电现状
20世纪末期，美国、意大利、法国、西班牙、日 本、澳大利亚、德国、以色列等国相继建立各种 不同类型的实验示范装置和商业化运行装置, 促 进了太阳能热发电技术的发展和商业化进程。
1950年，原苏联设计了世 界上第一个塔式CSP
www.themegallery.com
抛物面槽式C来自百度文库P 电站
400℃
抛物面槽式 聚光系统
槽式CSP集热器
优点：
✓发电系统简单，集热器等设备均分布在地面上，安装维修方便； ✓聚光器、集热器可以同时跟踪，跟踪成本较低； ✓ 系统容量限制性因素较少。
缺点：
✓聚光效率较低，吸热器散热面积较大，传热损失较大，介质的 工作温度≤400℃； ✓管道系统复杂，热量和阻力损失较大，降低了发电效率； ✓线型吸热器表面无法进行绝热处理，辐射损失随温度的升高而 增加。 ✓尤其是在中国，太阳能丰富区域与风资源丰富区域相重合，对 流散热损失降低了吸热系统效率。
缺点：
✓定日镜费用较高，成本较高 ✓占地面积较大，需要在装机容量和占地面积中寻求最经济的 配比。
具有代表性的塔式太阳能电站情况
北京延庆兴的塔式太阳能热发电站，聚光 镜面积为10000m2，太阳能接收塔高100ｍ， 装机容量为1.0ＭＷ。汽轮机进口温度为 390°C、压力2.35MPa。系统采用两级蓄 热，包括导热油（350℃）和蒸汽蓄热器 (2.5MPa)，能够供汽轮机在无日照的情况 下，以1MW 功率发电1h。
碟式CSP比塔式、槽式发展相对较晚，但是发展 较快，由于其高效率，模块化的优势，是非常被 看好的一种利用形式。
灵活的利用形式：
➢斯特林发电机； ➢微型汽轮机； ➢现有火电厂增容。
三种不同方式主要参数对比
项目
槽式
塔式
碟式
聚焦方式
线聚焦
点聚焦
点聚焦
装机容量
30-320MW
10-200MW
5-25kW
1980年以色列和美国，路兹 LUZ 太 阳 能 光 热 公 司 ， 从 1985年-1991年，在美国加州 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，并投入网营运。
1976 年,法国比利牛斯山, 第1 座电功率达100 kW 的 塔式CSP
发展历史
➢1950 年原苏联设计建造了世界第1 座塔式太阳 能热发电小型试验装置. ➢1976 年法国在比利牛斯山建成第1 座电功率达 100 kW 的塔式太阳能热发电系统之后. ➢20 世纪80 年代以来, 美国、意大利、法国、西 班牙、日本、澳大利亚、德国、以色列等国相继 建立各种不同类型的实验示范装置和商业化运行 装置, 促进了太阳能热发电技术的发展和商业化进 程.
工作重点和保证措施
1.加大力度，针对性地攻破关键技术； 2.示范应用，摸清工程化的道路； 3.逐项突破，做好市场培育工作； 4.自我提升，不断提高研发、设计、施工能力。 5.研究集成系统（含储能），争取早日示范、推 广与现有火电厂集成项目。 6.政策支持、资金倾斜。
选址条件
➢光照条件：DNI（Direct Normal Insulation ）数值 ➢地面坡度：槽式发电系统，坡度不得大于1%，塔 式发电对地面坡度的要求相对宽松一些。坡度不超过 3%。 ➢土地地类及土地政策：占地面积较大。 ➢水源：水冷、空冷