槽式太阳能光热发电原理
蝶式、槽式、塔式太阳能发电区分详解
耗资22亿美元的“烧鸟项目”
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太阳能烟囱发电
在一大片圆形土地上盖满玻璃,圆中心建一高大的烟囱,烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走,驱动风力透平机发电。
1983年,西班牙建成一座太阳热气流(即太阳烟囱)发电站,发电功率50kW,用于进行探索性试验研究。
气动阻力低、发射质量小,因此近年来研发主要集中于具有更小单位功率质量比的空间电源应用领域,今后的研究方向主要是提高系统的稳定性和降低系统发电成本两个方面。
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碟式系统的缺点
1)造价昂贵,在三种系统中也是位居首位,目前碟式热发电系统的初投资成本高达4.7~6.4万元/kW;
(2)尽管碟式系统的聚光比非常高,可以达到2000℃的高温,但是对于目前的热发电技术而言,如此高的温度并不需要甚至是具有破坏性的。所以,碟式系统的接收器一般并不放在焦点上,而是根据性能指标要求适当地放在较低的温度区内,这样高聚光度的优点实际上并不能得到充分的发挥;
电站效率15.6%
诺贝尔奖,意大利物理学家鲁比亚主导。
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菲涅尔式太阳能发电系统
菲涅尔反射,线聚焦
结构简单,传动结构易于操作。
美国加州5MW示范,世界上第一个菲涅尔聚焦电站,水蒸气介质,温度450℃。
西班牙1.4MW示范,二期项目30MW
皇明,2.5MW示范,钢管镀膜。工业利用和供热。
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电力品质好、上网价格较低
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吸热器热损失:
辐射损失、对流损失、传导损失
吸热器黑色,辐射后白色
辐射温度超过1200℃,没有耐高温透光材料,吸热器敞开布置。对流损失大。
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世界最大塔式太阳能发电装置
槽式光热电站效率提升分析
槽式光热电站效率提升分析【摘要】槽式光热电站是一种利用太阳能进行能量转换的重要技术途径。
本文首先介绍了槽式光热电站的基本原理,然后分析了影响其效率的因素,探讨了提升效率的方法。
特别地,文章重点讨论了定向反射器和新型材料在槽式光热电站中的应用,并强调了它们对提升效率的重要作用。
文章强调了提升槽式光热电站效率的重要性,并展望了未来该技术进一步提升效率的潜力。
通过对槽式光热电站效率提升的全面分析,本文旨在为该领域的研究和发展提供参考,推动太阳能利用技术的持续进步。
【关键词】槽式光热电站、效率提升、基本原理、影响因素、提升方法、定向反射器、新型材料、重要性、展望未来、进一步提升、太阳能利用1. 引言1.1 槽式光热电站效率提升分析本文将从槽式光热电站的基本原理、影响因素分析、效率提升方法、定向反射器在槽式光热电站中的应用以及新型材料在槽式光热电站中的应用等方面进行详细分析。
通过对槽式光热电站效率提升的研究,旨在为进一步提高槽式光热电站的能量转换效率提供理论依据和实践指导。
展望未来,随着科学技术的不断进步和创新,槽式光热电站效率提升的研究仍将持续深入,为推动可再生能源产业的发展做出贡献,实现清洁能源的可持续利用。
2. 正文2.1 槽式光热电站的基本原理槽式光热电站是一种利用太阳能进行发电的设备,其基本原理是利用聚光器将太阳光线聚焦到集热器上,集热器将太阳能转化为热能,再利用热能发电。
槽式光热电站的基本组成部分包括聚光器、集热器、储热系统和发电系统。
聚光器通过曲面镜或透镜将太阳光线聚焦到集热器上,提高光热转换效率。
集热器通常由管道或反射镜组成,用于收集和转换太阳能为热能。
储热系统用于存储热能,以便在夜间或阴天继续发电。
发电系统则将热能转化为电能,通过涡轮发电机实现发电。
槽式光热电站相比其他太阳能发电方式具有高效率、低成本、稳定性强等优点,因此在可再生能源发电领域具有广泛应用前景。
随着技术的不断发展和创新,槽式光热电站的效率将会进一步提升,为清洁能源的发展作出更大贡献。
槽式太阳能热发电系统综述_郭苏
聚光集热子系统是系统的核心,由众多分散布 置的槽式集热器组成,而槽式集热器包括抛物线槽 式聚光镜、集热管和跟踪装置等 3 部分。抛物线槽 式聚光镜为线聚焦装置,阳光经镜面反射后,聚焦为 一条线,集热管就放置在这条线上,用于吸收阳光加 热工质( 如图 3 所示) 。目前,集热管有真空集热管 和空腔集热管 2 种结构形式。跟踪装置由单片机、 伺服电机、传感器等组成。太阳辐射传感器瞬时测 定太阳位置,通过计算机控制伺服电机,带动反射镜
是世界上商业化最成功的太阳能热发电模式。介绍了槽式系统的原理、特点及分类情况,论述了导热油槽式系统和直接
蒸汽发电( DSG) 槽式系统的结构特点、发展现状,指出以水为工质的 DSG 槽式系统是槽式系统的发展方向。
关键词: 太阳能热发电; 槽式系统; 直接蒸汽发电; 导热油; 工质
中图分类号: TK 513
·72·
华电技术
第 36 卷
图 4 DSG 槽式系统运行模式简图
式中,直通模式是最简单、最经济的运行模式,再循 环模式是目 前 最 保 守、最 安 全 的 运 行 模 式[19],而 由 于注入模式的测量系统不能正常工作[17],因此一般 不采用注入模式。由于 DSG 槽式系统运行中集热 器内存在水 - 水蒸气两相流转化过程,因此,其控制 问题比导热油工质槽式系统更加复杂[17 - 19]。
2 槽式系统发展现状
槽式系统作为商业化程度最高的太阳能热发电 系统,从 1980 年美国与以色列联合组建的 LUZ 公 司研制开发槽式线聚焦系统开始,至今已经发展了 近 30 年。
蝶式,槽式,塔式太阳能发电区分详解
耗资22亿美元的“烧鸟项目”
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太阳能烟囱发电
在一大片圆形土地上盖满玻璃,圆中心建一高大的烟囱,烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走,驱动风力透平机发电。
1983年,西班牙建成一座太阳热气流(即太阳烟囱)发电站,发电功率50kW,用于进行探索性试验研究。
β-型斯特林机:隔离活塞,直线型气缸,斯特林申请专利机型,工艺易实现,最适用机型
γ-型斯特林机:与β类似,但动力活塞和隔离块分开,也是最适用机型
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碟式热发电系统的优点
光热转换效率高达85%左右,在三类系统中位居首位;
使用灵活,既可以作分布式系统单独供电,也可以并网发电。
介质为水/水蒸气,压力4.5MPa,温度300℃
设计效率21%,实际效率13.41%
水蓄热,50min。备用:燃气补燃,掺烧比12-15%
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西班牙PS20电站
2009年投产,当时世界最大的塔式电站
容量20MW
镜场面积15万平方米。塔高165米。
热效率提高10%
设计较为保守。蓄热方式为热水蓄热。高压热水变压气化,产生饱和蒸汽的方式。
相变式、热管式、混合式
直接式集热器
温度分布极不均匀
发电不稳定,不均匀
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斯特林发动机(引擎)
Stirling Engine
苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling
1816年,申请专利。
热机、外燃机
理论效率——最大效率,卡诺循环效率
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三种太阳能热发电原理
三种太阳能热发电原理太阳能热发电是指利用太阳能将其转化为热能,然后再将热能转化为电能的过程。
根据不同的工作原理,太阳能热发电可以分为三种类型:塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和盘式太阳能热发电。
1.塔式太阳能热发电原理:塔式太阳能热发电系统由一座高塔和数十个镜子组成,镜子会将太阳的光线聚焦在塔顶的接收器上。
接收器内装有一种叫做工质的物质,例如水或油,当工质受热时会产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到塔底的汽轮机中,进而驱动发电机发电。
塔式太阳能热发电系统可以通过改变镜子的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
2.槽式太阳能热发电原理:槽式太阳能热发电系统由一系列朝阳面的玻璃镜片组成,这些镜片会将太阳的光线聚焦在一条管道内。
管道内流动的是一个叫做工质的液体,例如水或油。
当光线聚焦在管道上时,工质会被加热,并产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到汽轮机中,进而驱动发电机发电。
槽式太阳能热发电系统可以通过改变镜片的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
3.盘式太阳能热发电原理:盘式太阳能热发电系统由一系列圆盘状的镜子组成,每个圆盘状的镜子都可以独立运动。
镜子会将太阳的光线反射到一个中央接收器上。
中央接收器内装有一种叫做工质的物质,例如水或油,当工质受热时会产生高温蒸汽。
这些高温蒸汽会被输送到汽轮机中,进而驱动发电机发电。
盘式太阳能热发电系统可以通过改变镜子的角度来跟踪太阳的运动,以获取更多的太阳能。
总结起来,塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和盘式太阳能热发电都是利用太阳能将其转化为热能,然后再将热能转化为电能的过程。
它们都采用了反射镜或玻璃等镜面材料来聚焦太阳光,将其转化为高温蒸汽,然后经过空气冷却后驱动汽轮机发电。
这三种太阳能热发电技术都具有相对高的能量转化效率,是一种对环境友好且可再生的能源发电技术。
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。
槽式太阳能热发电技术的现状及进展
槽式太阳能热发电技术的现状及进展槽式太阳能热发电技术简介槽式太阳能热发电是利用槽式聚光镜将太阳光聚在一条线上,在这条线上安装着一个管状集热器,用来吸收太阳能,并对传热工质进行加热,再借助蒸汽的动力循环来发电。
槽式聚光器的抛物面对太阳进行的是一维跟踪,聚光比为10~100,温度可以达到400℃。
20世纪80年代中期槽式太阳能热发电技术就已经发展起来了,目前美国加利福尼亚州已经安装了354 MW的槽式聚光热发电站,其工作介质是导热油,换热器可以使导热油产生接近400℃的过热蒸汽来驱动汽轮机发电。
槽式太阳能热发电技术特点槽式太阳能热发电技术最主要的特点是使用了大量的抛物面槽式聚光器来收集太阳辐射能,并把光能直接转化为热能,通过换热器使水变成高温高压的蒸汽,并推动汽轮机来发电。
因为太阳能是不确定的,所以在传热工质中加了一个常规燃料辅助锅炉,以备应急之用。
槽式太阳能热发电的缺点是:(1)虽然这种线性聚焦系统的集光效率由于单轴跟踪有所提高,但很难实现双轴跟踪,致使余弦效应对光的损失每年平均达到30%。
(2)槽式太阳能热发电系统结构庞大,在我国多风、高风沙区域难以立足。
(3)由于线型吸热器的表面全部裸露在受光空间中无法进行绝热处理,尽管设计真空层以减少对流带来的损失,但是其辐射损失仍然随温度的升高而增加。
槽式太阳能热发电技术集热系统结构(一)集热管集热管是槽式太阳能热发电集热系统的一个关键部件,能够将反射镜聚集的太阳直接辐射能转换成热能,温度可达400℃。
目前使用的集热管内层为不锈钢管,外层为玻璃管加两端的金属波纹管。
内管涂覆有选择性吸收涂层,以实现聚集太阳直接辐射的吸收率最大且红外波再辐射最小。
两端的玻璃一金属封接与金属波纹管实现密封连接,提供高温保护,密封内部空间保持真空。
减少气体的对流与传导热损,又加上应用选择性吸收涂层-使真。
三种太阳能热发电原理
三种太阳能热发电原理随着环保意识的不断提升,太阳能热发电技术得到了越来越广泛的应用和关注。
太阳能热发电是一种利用太阳辐射热能转换为电能的技术,相比于传统的化石能源,具有环保、可再生、无污染等优点。
本文将介绍三种主要的太阳能热发电原理。
一、塔式太阳能热发电原理塔式太阳能热发电是一种利用太阳能热量发电的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过反射镜或聚光镜集中到一个点上,使集热器内的工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有集热效率高、发电效率高、功率密度大等优点,但制造成本高、维护难度大等缺点。
二、槽式太阳能热发电原理槽式太阳能热发电是一种将太阳能转化为电能的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过槽式集热器集中到一条管道内,使工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有产能稳定、制造成本低、维护难度小等优点,但集热效率低、占地面积大等缺点。
三、抛物面膜式太阳能热发电原理抛物面膜式太阳能热发电是一种利用太阳能热量发电的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过抛物面膜反射到集热管内,使工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有集热效率高、制造成本低、占地面积小等优点,但抛物面膜制造难度大、维护成本高等缺点。
总之,太阳能热发电技术是一种非常有前途的发电方式,具有环保、可再生、无污染等优点。
随着技术的不断进步和应用的不断推广,相信太阳能热发电技术将会在未来的能源结构中扮演越来越重要的角色。
槽式集热器工作原理
槽式集热器工作原理全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:槽式集热器是一种利用太阳能进行能量收集的设备,主要用于太阳能热水器和太阳能采暖系统。
其工作原理是利用镀膜表面的吸收率高的吸收板吸收太阳辐射热能,并将其传导至工作流体,从而实现能量转换。
本文将详细介绍槽式集热器的工作原理及其优点。
槽式集热器由吸热板、槽式集热管、集热器壳体、绝热材料等部分组成。
当太阳光线照射到吸热板表面时,吸热板的表面会吸收太阳能,并将其转化为热能。
吸热板的材料通常选择具有高吸收率和低反射率的材料,如黑色涂层,以增加热能的吸收效率。
槽式集热管是将吸热板上吸收的热能传导到工作流体的关键部件。
当太阳能照射到吸热板表面时,吸热板表面的温度升高,热能被传导到集热管内的工作流体中。
工作流体经过吸热后,会变热并流动至集热器壳体的热交换器中,将热能传递给热水或空气。
集热器壳体通常采用保温效果好的材料,如泡沫塑料或玻璃纤维,以减少热能的散失。
绝热材料被用于包裹整个集热器,以保持工作流体在传输过程中的高温状态,提高集热效率。
槽式集热器的工作原理可以简单概括为:吸热板吸收太阳能,传导热能至工作流体,工作流体流动至集热器壳体的热交换器中,传递热能给热水或空气。
通过这样的能量传递过程,太阳能得以被有效地转化为热能,实现能源的可再生利用。
槽式集热器具有以下优点:1. 高效利用太阳能。
槽式集热器的设计能够最大限度地吸收太阳辐射热能,提高太阳能的利用率。
2. 环保节能。
槽式集热器采用太阳能作为能源,无需消耗化石燃料,减少温室气体排放,具有环保节能的特点。
3. 维护简便。
槽式集热器结构简单,易于安装和维护,可靠性高,使用寿命长。
4. 适用性广泛。
槽式集热器可用于热水供暖、游泳池加热、工业热水等多个领域,适用性广泛。
槽式集热器是一种高效环保的能源利用设备,可为人们提供绿色、清洁的热能来源。
希望未来能有更多的槽式集热器投入使用,促进可再生能源的发展。
第二篇示例:槽式集热器是一种利用太阳能热源进行集热的设备,其主要工作原理是通过反射器将太阳光聚焦到集热槽内,从而提高集热效率并将太阳能转化为热能。
太阳能光热发电原理 太阳能光热发电的主要形式有哪些
太阳能光热发电原理太阳能光热发电的主要形式有哪些光热发电技术,是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。
它是一个将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能的过程。
关于“太阳能光热发电原理太阳能光热发电的主要形式有哪些”的详细说明。
1.太阳能光热发电原理光热发电技术,是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。
它是一个将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能的过程。
利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能,将传热介质加热到几百度的高温,传热介质经过换热器后产生高温蒸汽,从而带动汽轮机产生电能。
此处的传热介质多为导热油与熔盐。
通常我们将整个的光热发电系统分成四部分:集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。
集热系统:集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。
如果说集热系统是整个光热发电的核心,那么聚光装置就是集热系统的核心。
聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。
其反射率、焦点偏差等均能影响发电效率。
目前国内生产的聚光镜,效率可以达到94%,与国外生产的聚光镜效率相差不大。
集热系统采集太阳能,将太阳能转化为热能。
热传输系统:热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。
利用传热介质将热能输送给蓄热系统。
传热介质多为导热油和熔盐。
理论上,熔盐比导热油温度高,发电效率大,也更安全。
热传输系统一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。
热传输系统的基本要求是:传热管道损耗小、输送传热介质的泵功率小、热量传输的成本低。
在热传输过程中,传热管道越短,热损耗就越小。
蓄热与热交换系统:个人认为,光热发电技术在蓄热与热交换系统中充分体现了对比光伏发电技术的优势。
即将太阳热能储存起来。
可以在夜间发电,也可以根据当地的用电负荷,适应电网调度发电。
蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。
蓄热系统中对储热介质的要求为:储能密度大,来源丰富且价格低廉,性能稳定,无腐蚀性,安全性好,传热面积大,热交换器导热性能好,储热介质具有较好的黏性。
槽式太阳能热发电原理
槽式太阳能热发电原理太阳能是一种广泛可利用的清洁能源,被广泛应用于热水供应、采暖和电力发电等领域。
槽式太阳能热发电是一种利用太阳能进行发电的技术,其原理是通过将太阳能聚焦在一条槽中,使槽内的工作介质受热并转化为蒸汽,最终驱动涡轮发电机产生电能。
槽式太阳能热发电系统主要由聚光器、槽型反射器、吸收管、工作流体、热储罐和发电机等组成。
聚光器的作用是将太阳光线聚焦到槽型反射器上,然后经过反射器的折射,将光线聚焦到吸收管上。
吸收管内充满了工作流体,当太阳光线集中在吸收管上时,工作流体受热并转化为高温高压的蒸汽。
蒸汽经过管道输送到热储罐中,用于储存热能。
热储罐是槽式太阳能热发电系统中重要的组成部分,其作用是在夜间或云天时提供热能,以确保发电系统的持续运行。
热储罐内部有一个热交换器,可以将储存的热能传递给工作流体,使其继续产生蒸汽。
这样就可以实现24小时不间断的电力供应。
发电机是槽式太阳能热发电系统中的核心设备,其作用是将蒸汽的热能转化为电能。
蒸汽进入发电机后,通过涡轮的旋转驱动发电机产生电能。
电能经过变压器升压后,通过输电线路输送到用户端,供用户使用。
槽式太阳能热发电的工作原理基于热力学和光学原理。
光学原理是利用聚光器和槽型反射器将太阳光线集中到吸收管上,提高能量密度;热力学原理则是利用工作流体的相变过程将光能转化为热能,并进一步转化为机械能和电能。
槽式太阳能热发电具有多种优点。
首先,太阳能是一种可再生的能源,不会产生污染物和温室气体,对环境友好。
其次,槽式太阳能热发电系统具有较高的能量转换效率,可以将太阳能有效地转化为电能。
此外,槽式太阳能热发电系统结构简单,维护成本低,适用于不同地区和环境的电力供应需求。
然而,槽式太阳能热发电也存在一些挑战和限制。
首先,它对阳光的依赖性很强,需要充足的日照才能正常运行。
其次,聚光器和槽型反射器的制造和安装成本较高。
此外,由于槽式太阳能热发电系统需要占用较大的面积,因此在空间利用方面存在一定的限制。
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
国际主要槽式太阳能热发电站介绍
国际主要槽式太阳能热发电站介绍河海大学南京中材天成新能源有限公司.安翠翠张耀明王军刘德有郭苏摘要:本文对国际上槽式太阳能热发电系统进行了归纳;介绍了几座具有代表性的系统,详细说明了其参数、现状;并跟踪了正在建设的几座槽式系统。
关键词:太阳能;槽式;热发电虽然世界各国研究太阳能热发电技术已有很多年,但目前只有槽式太阳热电站实现了商业化示范运行,本文较为详细地介绍了世界各国槽式太阳能热发电的发展情况。
一、槽式太阳能热电系统简介槽式太阳能热发电系统的工作原理是: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聚焦到位于焦线的中心管上,使管内的传热工质(油或水)加热至350~390 ℃,然后被加热的传热介质经热交换器产生过热蒸汽,过热蒸汽推动常规汽轮发电机发电。
从20世纪80年代初开始各国就积极发展槽式太阳能热发电技术,美国、西欧、以色列、日本发展较快,表1列出了已建、在建的槽式太阳能热电站。
二、实践应用1 SEGS系统20世纪80年代早期,美国由于能源危机致使石油价格猛涨,开始寻找替代能源,美国鲁兹(LUZ)公司在1985~1991年的短短七年间,投资12亿美元,共建造了9座槽式太阳热发电系统(SEGS I-SEGSIX ),总装机容量达354MWe,至今仍在运行。
9座电站到2003年年发电总量见图1。
太阳能集热装置是槽式太阳能热发电系统的重要组成部分,LUZ公司分别开发了3种太阳能集热装置LS-I , LS-2和LS-3,并在SEGS I-SEGS IX上应用,从而大大降低了电站的运行费用。
LS-I和LS-2集热器,由带铬黑表面的不锈钢管和抽真空的玻璃外套构成,铬黑表面的吸收率为0.94,在300℃时反射率为0.240。
LS-3采用的是不锈钢管外表面涂覆有光谱选择性吸收涂层,太阳光吸收率为0.96,在350℃时的反射率为0.19。
三种太阳能集热装置的参数及应用情况详见表2。
2005年,除SEGS I和SEGS II外,其余7座电站均被FPL能源公司及SOLEL 接手。
槽式集热器工作原理
槽式集热器工作原理
槽式集热器是一种利用太阳能来加热流体的装置。
它的工作原理主要包括太阳能的吸收、传热和流体循环三个方面。
首先,槽式集热器通常由一个透明的覆盖物、吸热板和流体管道组成。
当太阳光照射到槽式集热器的覆盖物上时,大部分光线会被吸收并转化为热能。
这是因为覆盖物通常是由特殊材料制成,能够有效吸收太阳光并将其转化为热能。
其次,吸热板是槽式集热器中的关键部件,它负责接收并传导太阳能热量。
一旦吸热板吸收了足够的热量,其中的流体(通常是水或其他热传导流体)就会被加热。
这样,太阳能就被转化为了热能。
最后,加热的流体会通过管道被输送到需要加热的地方,比如热水器或暖气系统。
这样,槽式集热器完成了太阳能热能的收集和利用过程。
总的来说,槽式集热器的工作原理是通过吸收太阳能并将其转
化为热能,然后利用流体循环将热能输送到需要加热的地方。
这种装置可以有效地利用太阳能资源,是一种环保、节能的加热方式。
槽式太阳能热发电系统工作原理
槽式太阳能热发电系统工作原理作者:曹连芃时间:2011年3月聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成,成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点(或焦线),以获得高强度太阳能。
聚光集热器是一套光学系统,聚光器一般由反射镜或透镜构成,主要有抛物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。
槽式聚光集热器由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面,由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面(槽式抛物面),在工业应用中称槽式聚光镜。
在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。
根据光学原理,与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上,焦点在镜面的轴线上,见下图(a)。
把接收器安装在反射镜的焦点上,当太阳光与镜面轴线平行时,反射的光辐射全部会聚到接收器,见下图(b)。
槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线(带)上,故集热器的接收器是长条形的,一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。
槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80,最高聚热温度约300度至400度。
槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
反射镜一般由玻璃制造,背面镀银并涂保护层,也可用反光铝板制造反射镜,反射镜安装在反光镜托架上。
槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上,在该条线上装有接收器的集热管,见图1。
集热管内有吸热管,用来吸收太阳光加热内部的传热液体,一般用不锈钢制作,外有黑色吸热涂层。
为了减小热量散发,集热管外层装有玻璃套管,在玻璃套管与吸热管间有空隙并抽真空。
集热管通过接收器支架与反射镜固定在一起构成槽式集热器,反光镜托架上有与集热管平行的轴,集热器通该轴安装在集热器支架上,可绕轴旋转。
槽式集热器的跟踪方式一般采用东西轴向布置,只需定期调整仰角,机构简单方便但效率较低;也可南北轴向布置,单轴跟踪阳光,需自动跟踪控制系统,效率较高;如果集热器转轴与地球转轴平行效率更高,如果同时保证集热管与阳光垂直则效率最高,但结构复杂,集热管的管间连接也复杂。
光热发电用槽式集热器技术发展研究
光热发电用槽式集热器技术发展研究摘要:在分析槽式集热器关键组成的基础上,对光热发电领域不同时间段主流槽式集热器类型和技术特性进行了统计,并分析不同技术路线下(扭矩框、扭矩管、空间桁架)集热器技术特点、发展路线图和趋势,明确了拦截率和光学效率等关键参数指标,提出槽式集热器发展的“技术-经济”优化迭代的过程。
关键词:光热发电;槽式集热器;扭矩框;扭矩管;空间桁架一、槽式光热发电槽式光热发电全称为“槽式抛物面聚光太阳能热发电”,是最成熟的聚光热发电技术,其发展历史可以追溯到20世纪70年代。
其装置是一种借助槽式抛物面反光镜将太阳光反射并聚焦到集热管上,加热集热管中的导热流体,管中导热流体通过换热系统将水加热成水蒸汽,驱动汽轮发电机组发电的清洁能源利用装置[1,2]。
二、槽式集热器组成聚光集热子系统,是系统的核心,主要由反光镜、真空集热管、跟踪系统(包括:驱动、控制和传感器)、柔性连接和钢结构支架等部件组成。
一般采用集热器轴线南北线水平布置,由东向西跟踪太阳[3]。
钢结构支架作为反光镜、集热管、柔性连接的支撑和连接结构,实现集热器面型维持。
集热器技术发展主要为支架形式的优化,包括扭矩管、扭矩框、空间桁架等不同的结构设计。
在材料方面,主流材料选型为碳钢,也有技术选用铝合金作为结构材料。
集热器通过反光镜将太阳光束聚集到一条焦线上而收集太阳能直接辐射能。
反光镜作为关键光学部件,选型中需保证高精度、高反射率、和高耐用性。
反光镜接收阳光直射辐射,然后反射光至焦线,从而将能量聚集在真空集热管之上。
发电用集热器的反光镜聚光倍率一般在60倍至100倍。
真空集热管是集热器的关键部件,将太阳辐射能转换成热能。
其构造原理:包括一个内层不锈钢管,直径为70mm-100mm,外层为高硼硅玻璃管和两端金属波纹管。
内管涂覆有选择性吸收涂层以实现聚集太阳辐射的吸收率最大,和红外辐射的最小;玻璃管上涂布有减反涂层,用于提高光透过率;位于两端的玻璃管通过精密玻璃-金属封接与金属波纹管实现连接(补偿内部金属管和外部玻璃管之间的热胀冷缩的差异),密封内部空间保持真空。
槽式太阳能光热发电原理
槽式太阳能光热发电原理
槽式太阳能光热发电是一种利用太阳能将阳光转化为电能的技术。
其主要原理如下:
1. 光吸收:太阳辐射进入槽式太阳能光热发电系统后,被吸收和聚焦在一个集热器中。
集热器通常由镜面或反射物质构成,可将太阳辐射集中到一个小区域内。
2. 储热:集中聚焦的太阳辐射使集热器表面温度升高,集热器内部的热媒质(如水或油)可以通过热交换器将热能转移到储热装置中,以便后续利用。
3. 蒸汽发电:当储热装置中的热媒质温度升高到足够高时,可以通过热交换器将热媒质的热能转移至工质(如水)中。
这样,水就被加热成为高温蒸汽。
4. 蒸汽发电机:高温蒸汽被引导到蒸汽发电机中,蒸汽的压力和温度使发电机内的涡轮转动。
涡轮的转动通过发电机的转子转动来产生电能。
5. 电能输出:发电机产生的交流电经过变压器转换成适合输送的电压,并通过输电线路输送到用户使用的地方。
6. 废热回收:在电能产生的过程中,蒸汽释放了部分的废热。
这些废热可以通过回收利用来提供额外的能量,例如用于加热水或提供供热。
槽式太阳能光热发电利用太阳能的热量产生蒸汽驱动发电机,相比于传统的光伏发电技术,该技术能够同时利用太阳辐射的光热和光电部分,提高能源利用效率,并且在储热方面具备一定的优势,可以实现能源的长期稳定供应。
浅析槽式光热发电工程建设及施工重点
浅析槽式光热发电工程建设及施工重点太阳能光热发电系统工作原理是先利用反射镜将太阳的直接辐射能聚集在吸热器上,加热吸热器中的吸热介质,将光能转化成热能,再利用吸热介质的热能通过蒸汽发生系统产生高温高压蒸汽,利用高温高压蒸汽通过汽轮发电机组实现热能到机械能再到电能的转换.。
论文仅浅要分析槽式光热发电项目在建设准备和施工阶段需关注的重点,以供参考.。
关键词:槽式;建设;光热发电;施工重点1 引言太阳能光热发电通常叫作聚光式太阳能发电,从热力学原理上讲,太阳能光热发电站与常规热力发电厂完全一样.。
太阳能光热发电按照聚集热量方式的不同,主要分为槽式、塔式和碟式三种技术路线[1].。
槽式太阳能光热发电技术是目前实现商业化运行最多,且技术最成熟的太阳能光热发电站系统.。
槽式太阳能光热发电技术是采用“线聚焦”原理,利用大面积槽式抛物面形式的反射镜将太阳光聚焦反射到集热管上,并将集热管内的传热工质加热至高温,利用其热量加热水产生蒸汽,推动常规汽轮机发电.。
2 建设关注重点2.1 厂址的太阳直接辐射资源情况太阳法向直接辐射量(DNI)对光热发电成本有较大的影响.。
根据国际可再生能源署(IRENA)的相关研究结论,DNI每增加100kWh/m2/a,发电成本下降约4.5%.。
因此,选择厂址时,要高度重视直接辐射资源情况,尽可能将厂址选在直接辐射量高的区域.。
目前我国能够直接观测太阳直接辐射的气象站很少,致使太阳直接辐射资源观测资料缺乏.。
目前的工程项目大多采用卫星数据库数据,误差较大.。
建议如下:①建议太阳能资源丰富的地区政府主管部门,尽快在气象站增设太阳直接辐射测量仪,开展直接辐射的测量工作,并为工程项目提供观测数据.。
②如果项目厂址具备条件,尽快建设太阳直接辐射测量站,开展直接辐射的测量工作.。
2.2 工程项目用地太阳能热发电项目的占地面积的大小,决定于当地的太阳直接辐射强度、机组容量、聚光集热方式和储热系统容量.。
槽式太阳能光热发电技术
槽式太阳能光热发电技术槽式聚光是利用抛物线的光学原理,聚集太阳辐射能。
抛物线纵向延伸形成的平面称为抛物面,它能将平行于自身轴线的太阳辐射汇聚到一条线(带)上,提高能量密度,易于利用。
在这条太阳辐射汇集带上布置有集热管,用来吸收太阳能,并将其转化为热能。
图1太阳能光热槽式发电站鸟瞰图目前的集热管一般为真空式玻璃集热管。
集热管由外部的玻璃管和内部的西热管构成,两管之间空隙抽真空阻止热量损失。
吸热管有不锈钢制成,内部有工质流动,在不锈钢管的表面涂有黑色的吸热薄膜,薄膜对太阳光有较高的吸率,同时在红外波普段有较低的发射率,这样就能够有效地吸收太阳能。
这种聚光系统还需要设置控制系统来适应太阳能光在一天中角度的变化。
图2槽式太阳能光热发反向镜槽式聚光吸热系统将太阳能转化为集热管内导热流体的热能,燃后用高温工质去加热给水产生蒸汽去冲转汽轮机发电。
槽式太阳能聚光系统的聚光比为20到80,以油为导热流体的聚热温度最高为300到400℃,以混合硝酸盐为导热流体最高能使集热温度达到550℃,后者对于提高发电效率而言更具有优势,但是总的发电效率还是较低。
另外,为了克服太阳能在时间上分布不均的特点,还要设置蓄热系统,或者是用其他燃料作为补充调整。
图3槽式太阳能光热发电原理示意图要提高槽式太阳能光热发电系统的效率与正常运行,涉及到两个方面的控制问题,一个是自动跟踪装置,要求使得槽式聚光器时刻对准太阳,以保证从源头上最大限度的吸收太阳能,据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%。
另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力,满足汽轮机的要求实现系统的正常发电。
针对这两个控制问题,国内外学者都展开了研究,取得了一定的研究进展。
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槽式太阳能光热发电原理
槽式太阳能光热发电是利用太阳能将光能转化为热能,再将热能转化为电能的一种发电方式。
其原理如下:
1. 太阳能集光:槽式太阳能光热发电系统通过一系列的反射镜或反射面将太阳光聚焦到集热管上。
这些反射镜或反射面可以是平面镜、折射镜、聚光镜等,它们的作用是将散射光线聚焦到集热管上,提高光能的利用效率。
2. 热量吸收:集热管是槽式太阳能光热发电系统的关键组件,它通常由金属或合金材料制成,内部充满工质(如油或盐等)。
当太阳光聚焦到集热管表面时,集热管内的工质会吸收光能,转化为热量。
3. 热储存:太阳能光热发电系统常常会将热量储存起来,以应对夜晚或阴天等无光条件。
热储存系统通常采用热储罐,其中的热媒(如盐)可以在高温时吸收大量热量,并在需要时释放热量。
4. 蒸汽发电:利用储存的热量,槽式太阳能光热发电系统会将工质加热至高温,使其沸腾产生高压蒸汽。
这些高压蒸汽会驱动涡轮机转动,从而带动发电机发电。
5. 电能输出:发电机将机械能转化为电能,并通过电缆输送至电网或供给需要的地方使用。
总之,槽式太阳能光热发电系统通过光能到热能再到电能的转
化过程,将太阳能转化为可用的电能,实现了可持续、清洁的能源利用方式。