塔式与槽式太阳能热发电技术
蝶式、槽式、塔式太阳能发电区分详解
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耗资22亿美元的“烧鸟项目”
幻灯片64
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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
光热技术路线
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光热技术路线指的是太阳能光热发电的技术路线,主要有以下三种:
1.塔式光热发电技术:塔式光热发电系统通过反射镜将太阳光聚焦到集热塔上,
在塔顶安装有吸热器,吸热器将聚焦后的太阳光转化为热能,然后通过换热器将热能转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
塔式光热发电技术的优点是聚光比高、热效率高、储能能力强等。
2.槽式光热发电技术:槽式光热发电系统通过槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦到
集热管上,集热管内装有吸热介质,集热管接受聚焦后的太阳光能量后加热吸热介质,将热能转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
槽式光热发电技术的优点是聚光比相对较高、运行温度高、可靠性好等。
3.线性菲涅尔式光热发电技术:线性菲涅尔式光热发电系统通过大面积的线性反
射镜将太阳光聚焦到接收器上,接收器接受聚焦后的太阳光能量后加热内部的工质,将热能转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
线性菲涅尔式光热发电技术的优点是聚光比和运行温度相对较高、系统集成度高、易于维护等。
以上是三种主流的光热技术路线,每种路线都有其自身的优缺点和适用场景。
在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的技术路线。
光热发电(槽、塔、碟)
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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。
三种太阳能热发电原理
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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。
太阳能热发电系统组成
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太阳能热发电系统组成
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。
太阳能热发电系统的分类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
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。
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
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。
所以接下来跟随小编详细的了解一下槽式线聚焦系统。
槽式太阳能热发电系统槽式太阳能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,产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。
一、槽式太阳能热发电系统的工作原理
槽式太阳能热发电系统的原理: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。
2023塔式及槽式光热发电技术分析及设计参考资料
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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
槽式太阳能热发电技术的现状及进展
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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是一种利用镜面反射将太阳热能聚焦到管路中的流体介质上,通过流体介质中的高温高压水汽推动汽轮机发电的技术。
目前,槽式太阳能热发电技术已经取得了一定的进展。
在技术方面,槽式太阳能热发电技术相对于其他太阳能热发电技术来说具有更高的温度和更高的发电效率。
槽式太阳能热发电技术可以将太阳能的集中度提高到非常高的水平,从而使得其发电效率相对较高。
此外,槽式太阳能热发电技术在控制系统、镜面制造等方面也有所进展,使得系统的稳定性和可靠性得到了提高。
在应用方面,槽式太阳能热发电技术已经在一些国家开始大规模商业化应用,如西班牙的塞维利亚槽式太阳能热发电站。
这些发电站可以实现大规模的发电,为电网供电。
同时,一些国家也在进一步推进槽式太阳能热发电技术的研究和发展,增加其在能源产业中的占比。
然而,槽式太阳能热发电技术也面临一些挑战。
首先,槽式太阳能热发电技术需要大面积的镜面反射器来聚焦太阳光线,因此对土地资源要求较高。
其次,槽式太阳能热发电技术的建设成本较高,需要大规模的投资。
再次,槽式太阳能热发电技术对太阳光照的依赖较强,天气条件对其发电效率有一定影响。
总体来说,槽式太阳能热发电技术在技术和应用方面都取得了一定的进展,但仍面临一些挑战。
随着技术的不断进步和成本的降低,相信槽式太阳能热发电技术
在未来会有更广阔的应用前景。
塔式太阳能热发电技术
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关于塔式太阳能热发电技术北京机械工业自动化研究所穆勒电气(上海)有限公司关于塔式太阳能热发电技术1.前言自从有了人类以来,随着人们对化石能源的疯狂掠取及不合理利用,目前已造成化石能源的严重短缺甚至已濒临枯竭,同时也严重危害了人类赖以生存的环境。
去年和今年两次G8峰会,都把应对气候变化作为主要议题,这背后其实主要还是能源结构问题。
当煤、天然气等化石燃料逐渐减少, 同时要求减少对大气排放污染, 发电将形成包括水力发电、核电技术、各种类型的可再生能源发电、太阳能技术等多种形式能源结构。
由干用电形式的原因, 担任基础负荷的发电形式主力是煤电、核电、水电和能够持续稳定发电的部分可再生能源, 风电、太阳能发电等由于其自身的特殊性, 不可能成为电力市场的主角。
风力发电和太阳能发电的区别在于, 风力发电为变动负荷,发电量不稳定, 发电量在电网中的比例不宜超过一定的数值, 比如5%~10%。
太阳能发电有规律, 发电量较稳定, 在电网中的比例可大于风电, 是天然的电网调峰负荷, 负荷量的形成时间, 正是电网中电量需求大的时间区段, 因此负荷量可根据电网白天和晚上的最大负荷差确定负荷比例, 一般来讲在10%~20%范围内是有可能的。
电网的负荷曲线形状, 在白天与太阳能发电自然曲线相似,上午负荷随时间上升, 下午随时间下降, 因此对于太阳能发电, 可利用这一特点, 形成被动式自然发电特点, 即白天发电, 晚上停机, 担任调峰负荷的机组。
蓄热装置在启动时和少云到多云状态时补充能量, 保证机组的稳定运行。
太阳能发电还是最清洁和环保的可用资源,太阳能发电减少了化石燃料向大气中的污染物排放, 减少了温室气体二氧化碳的排放。
表1为我国太阳能辐射资源表,太阳能发电站宜建在表中太阳能辐射的第一、第二、第三类区域,根据计算, 在第三类区域内年每平方公里的太阳能总能量, 相当于20万吨的标煤所发出的热量。
如果以太阳能热电转换平均效率17%计算, 全年相当于发电2.5亿千瓦时, 按照目前我国的环保排放标准, 相当于减少60吨的烟尘排放量, 450吨的二氧化硫排放量, 500吨的氮氧化物排放量, 18万吨的二氧化碳排放量。
蝶式、槽式 、塔式太阳能发电区分详解
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太阳能热发电种类错误!未找到引用源。
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幻灯片3碟式太阳能热发电系统碟式太阳能热发电系统是利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳聚焦到一个焦点。
碟式系统的太阳能接收器也不固定,随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动,克服了塔式系统较大余弦效应的损失问题,光热转换效率大大提高碟式接收器将太阳聚焦于旋转抛物面的焦点上,而槽式接收器则将太阳聚焦于圆柱抛物面的焦线上,因此碟式接收器可以产生高温。
幻灯片4幻灯片5幻灯片6系统特性高聚光比:500-2000聚光表面温度:1000-1300℃效率高:28-30%面积不可能太大,因此功率1~50kW。
太阳能利用效率高:国外文献报道:该系统可将的辐射能转化成的电能,最高效率%发电规模灵活,安装简便,不需用水沙漠等缺水区域可用。
幻灯片7系统组成碟式抛物面太阳能聚光器碟式太阳能集热器斯特林发动机发动机及电输出系统幻灯片8碟式抛物面太阳能聚光器小聚光镜组合式结构简单,造价低间隙,面积利用率低镜面张膜式结构简单,造价低聚光镜拼接式面积利用率高,精度高幻灯片9碟式太阳能集热器间接式集热器相变换热,碱金属(钠、钾,钠钾合金等)热量传递快、容量大,温度恒定相变式、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,不均匀幻灯片10斯特林发动机(引擎)Stirling Engine苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling1816年,申请专利。
热机、外燃机理论效率——最大效率,卡诺循环效率幻灯片11幻灯片12幻灯片13斯特林机α- 型斯特林机:两个独立动力活塞,热活塞密封,精密加工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,也是最适用机型幻灯片14幻灯片15幻灯片16幻灯片17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。
综述(塔式太阳能热发电)
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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。
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.。
光热发电的类别
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光热发电的类别
光热发电(Concentrated Solar Power,CSP)是一种利用太阳能将热能转化为电能的技术。
根据聚光方式和接收器的不同,光热发电技术可以分为以下几种类型:
1. 槽式光热发电(Trough CSP):槽式光热发电技术是最早的商业化光热发电技术之一。
它采用抛物线槽式光学系统,将太阳光聚焦到一个集热器上,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
2. 碟式光热发电(Dish Stirling CSP):碟式光热发电技术采用圆盘形反射镜,将太阳光聚焦到一个中央吸热器上,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
3. 塔式光热发电(Tower CSP):塔式光热发电技术采用多面镜或抛物面镜将太阳光聚焦到一个中央吸热器上,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
塔式光热发电技术的优点是可以实现更高的能量密度和更长的运行时间。
4. 线性菲涅尔光热发电(Linear Fresnel CSP):线性菲涅尔光热发电技术采用平面反射镜将太阳光聚焦到一个集热器上,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
线性菲涅尔光热发电技术的优点是成本较低,但效率较低。
以上是光热发电技术的主要分类,每种类型都有其优缺点和适用场景。
随着科技的进步和技术的不断改进,光热发
电技术将会越来越成熟和广泛应用。
光热发电主要技术类型
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光热发电主要技术类型根据原理的不同,光热发电包括聚光光热发电(Concentrating Solar thermal Power,简称CSP)、太阳能半导体温差发电、太阳能烟肉发电、太阳池发电和太阳能热声发电等.。
其中,聚光光热发电是现今最具商业化利用前景的技术形式.。
根据聚光方式的不同,聚光光热发电可进一步分为点聚焦和线聚焦两大系统.。
其中,点聚焦系统主要包括塔式光热发电和碟式光热发电;线聚焦系统主要包括槽式光热发电和线性菲涅尔式光热发化电.。
(1)槽式光热发电抛物面槽式太阳能发电是通过跟踪太阳运动的线性抛物面反射镜,将太阳福射聚集到位于抛物面焦线处的吸热管中,加热传热介质,利用热力循环进行发电的系统.。
槽式电站的关键设备主要包括聚光器、吸热管和储热器.。
槽式光热发电是最早实现商业化运行,也是目前全球商业化运行电站中占比最大的技术形式.。
槽式光热发电系统的特点:一是结构简单、成本较化;二是可通过多个聚光-吸热装置的串、并联组合,构成较大容量的光热发电系统;H是聚光比不高,一般在50-80,传热介质温度也难W提高,一般在400℃左右;四是槽式系统热传递回路长、热损耗大,系统综合效率较低,约为11%-15%.。
目前实现商业化应用的槽式聚光器主要来自槽式聚光器的核也部件是抛物面反射镜,目前市场上处于领先地位的抛物面反射镜.。
槽式吸热管是槽式发电系统中光热转换的核也部件,在无储热槽式电站投资成本中,吸热管的成本约占8%.。
(2)塔式光热发电太阳能塔式发电是通过多台跟踪太阳运动的定日镜,将太阳福射反射至放置于塔上的吸热器上,加热传热介质,利用热力循环进行发电的系统.。
太阳能塔式电站主要包括定日镜、太阳塔、吸热器和储热器等.。
根据吸热器内传热介质的不同,塔式电站主要包括水/蒸汽、烙融盐和空气三种.。
水/蒸汽电站系统,吸热和做功介质一致,年均效率一般可达12%^上;烙融盐电站系统为间接热力循环发电系统,可实现超临界、超超临界等高参数运行模式,从而进一步提升发电系统效率.。
槽式太阳能光热发电原理
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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。
塔式槽式定日镜光热发电各个环节的效率列表
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塔式槽式定日镜光热发电是一种利用太阳能进行发电的技术,它采用了塔式式光热发电,利用镜面集光和集热,带来了技术和经济的双重优势。
在塔式槽式定日镜光热发电系统中,不同的环节对发电效率有着不同的影响。
下面将针对塔式槽式定日镜光热发电的各个环节进行效率列表的说明:1. 镜面集光效率镜面集光是塔式槽式定日镜光热发电系统中非常重要的一环,它直接影响了光热发电系统的能量转化效率。
镜面集光的效率主要由镜面的质量和设计、跟踪系统的准确性等因素所决定。
目前,国内外在镜面集光效率方面均有较为成熟的技术和经验,一般可以达到80以上的效率。
2. 集热器效率在塔式槽式定日镜光热发电系统中,集热器是将镜面集光后的太阳能转化为热能的关键设备。
集热器的效率直接关系到了光热转化效率。
在集热器的设计与制造方面,目前国内外已有一些成熟技术和经验,一般可以达到75以上的效率。
3. 储热系统效率光热发电系统中的储热系统主要是为了在光照不足或者夜间继续供应蒸汽,以保证发电的连续性。
储热系统的效率主要由储热介质的热容量和导热性能决定,一般可以达到70以上的效率。
4. 蒸汽发电机效率蒸汽发电机是塔式槽式定日镜光热发电系统中的核心设备,它将集热器产生的高温蒸汽转化为电能。
蒸汽发电机的效率主要由设备的设计、制造和运行技术等因素所影响,目前一般可以达到80以上的效率。
总体来看,塔式槽式定日镜光热发电系统的各个环节在技术和经济上都有较为成熟的方案和经验,可以做到较高的能量转化效率。
随着技术的不断进步和创新,相信塔式槽式定日镜光热发电系统的效率还会有进一步的提升。
希望通过不断的研究和发展,光热发电技术能够为人类的可持续发展做出更大的贡献。
塔式槽式定日镜光热发电系统是一种高效利用太阳能资源的技术,它的发电效率受到各个环节的影响。
在不断的研究和实践指导下,塔式槽式定日镜光热发电系统的各个环节效率也在不断提升,为可再生能源的发展做出了重要贡献。
5. 寻迹系统效率在塔式槽式定日镜光热发电系统中,寻迹系统是用来使反射镜面始终朝向太阳的重要组成部分。
聚光太阳能发电的几种主要形式
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聚光太阳能发电的几种主要形式一、线性聚光系统线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术,线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种,利用很大的反射镜来捕获太阳的能量,并把太阳光反射和对焦集中到焦线上,在这条焦线上安装有线性管状集热器,集热器吸收聚焦后的太阳辐射能,把吸热管内的流体加热,然后产生过热蒸汽,驱动涡轮发电机产生电力。
线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成,这样保证最大限度地聚集太阳能。
1.抛物面槽式系统目前,在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统,槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器,以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。
其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成,安装在支架上。
吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装,用以吸收太阳辐射能,传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过,从而产生过热蒸汽,直接输送到涡轮机用以发电。
2.线性菲涅尔反射器系统第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统,该系统由反射镜。
聚光器和跟踪机构组成。
把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上,在反射镜上方的空间安装吸热管,反射镜把阳光反射到吸热管。
有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜,以加强阳光的聚焦。
二、碟式引擎系统与其他聚光太阳能发电技术相比,碟式引擎系统产生的电力功率相对较少,通常在3~25万kW的范围内,很适合分布式应用,如果将多个这样分布安装的单元碟式。
引擎系统整合成一簇,可以实现集中向电网供电,不但能缓解电力能源需求,还可以提高整个电网的运行安全性。
整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上,实现定日跟踪,连续发电,发电效率高达30%,在相同的运行温度下,发电效率明显高于槽式和塔式,是所有太阳能热发电系统中效率最高的。
缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。
三、塔式系统塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。
接收器组成,见图。
太阳能光热发电技术的最新进展
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太阳能光热发电技术的最新进展在当今全球追求清洁能源的大背景下,太阳能光热发电技术作为一种极具潜力的可再生能源利用方式,正经历着日新月异的发展。
太阳能光热发电是指将太阳能转化为热能,再通过热功转换过程发电的技术。
与传统的光伏发电相比,光热发电具有储能能力强、输出稳定、可与传统能源系统兼容等优势。
近年来,太阳能光热发电技术在多个方面取得了显著的进展。
首先是聚光技术的不断改进。
传统的槽式聚光和塔式聚光技术在效率和成本方面都有了新的突破。
槽式聚光系统通过抛物面槽式反射镜将太阳光聚焦到集热管上,加热传热介质。
如今,新型的槽式反射镜材料和制造工艺使得反射效率更高,同时集热管的耐高温和传热性能也得到了提升。
塔式聚光系统则是通过大量定日镜将太阳光反射到塔顶的接收器上,产生高温热能。
新一代的定日镜控制技术更加精准,能够更有效地跟踪太阳位置,提高聚光效率。
此外,还有碟式聚光技术也在不断发展,其小巧灵活的特点使其在分布式能源应用中具有一定潜力。
储能技术是太阳能光热发电的关键环节之一。
目前,熔盐储能技术已经逐渐成熟并得到广泛应用。
熔盐具有高比热容、低成本、稳定性好等优点,能够有效地储存太阳能产生的热能。
通过优化熔盐的配方和储能系统的设计,储能时间和效率都有了显著提高。
同时,一些新型的储能材料和技术也在研究中,如固体储能材料和相变储能技术,有望在未来进一步提升光热发电的储能性能。
在传热介质方面,除了传统的导热油和熔盐,新型的传热介质也不断涌现。
例如,一些高温气体传热介质具有更高的传热效率和更低的成本,为光热发电系统的性能提升提供了新的可能。
此外,研究人员还在探索使用纳米流体等先进材料作为传热介质,以提高传热性能和系统效率。
太阳能光热发电系统的集成与优化也是当前研究的重点之一。
通过将聚光、传热、储能等环节进行合理的集成和优化,能够提高整个系统的效率和可靠性,降低成本。
同时,智能化的控制系统能够实时监测和调整系统运行参数,确保系统在不同的天气条件下都能高效稳定运行。
聚光型太阳能发电系统
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太阳能电池单元在位于透镜焦点附近时才能发挥功能,因此,为使 模块总是朝向太阳的方位,必须使用太阳跟踪系统。这一设计虽然转 换效率较高,但却存在透镜,聚光发热释放槽以及跟踪装置的重量及 体积较大等问题。因此,不适于装在日式住宅的屋顶使用 。
三.自动追光系统
追踪型光伏发电系统 追踪型聚光光伏发电
自动跟踪太阳光伏发电实验设备的外景图
澳大利亚的“太阳球”
澳大利亚的“绿金能源”公司研制 的“太阳球”可为那些生活在山区 的居民提供充足且廉价的电能。一 个“太阳球”的零售价为1190美元。 如果考虑到每平方米太阳能电池板 74000美元的高昂价格,1190美元 的售价可以说是相当的廉价了。 “太阳球”的表面是一片直径为1.13米的 由丙烯酸酯制成的凸透镜。它可聚集500 倍的阳光到光电转换器上。整套设备都被 安装在一个铝制导热支架上,以便及时地 为太阳能电池板降温。此外,“太阳球” 上还配备有一套双坐标驱动设备,能够跟 踪太阳的运动并调整透镜的朝向。测试表 明,在晴朗的日子里一个“太阳球”的发 电功率可以达到330瓦。也就是说,它每 天平均可以产生3度左右的电能。
发布时间:2007-6-29 11:19:24
太阳能热发电技术是大规模开发利用太阳能的一个重要技术途径。
国内首座70千瓦塔式太阳能热发电系统,2007年6月在江苏省南京市
通过科技鉴定和验收。专家组认为, 此项塔式太阳能热发电系统工程技术, 冲破了我国太阳能发电技术多年来徘徊不前的困境,这套系统整体技术达到 国际先进水平。 据塔式太阳能热发电系统项目负责人、中国工程院院士、南京市科协主席 张耀明称,以这套系统研究为基础,他的团队正在研发聚光光伏发电和光热 发电综合利用,太阳能发电成本能控制在8美分(人民币0.6元)1度电上,这将 使太阳能实用化迈出重要的一步。 发电成本在0.6元/度,被认为是太阳能发电商业化应用的重要门槛。虽然 这个价格还高于目前火电厂的并网电价,但从全社会来看,火电成本还要加 上资源消耗和污染治理上的费用等,无形中抬高了火电成本。
太阳能热发电三种模式介绍
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太阳能热发电三种形式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。
作为太阳能大规模发电的重要方式,太阳能热发电具有一系列明显优点,首先,其全生命周期的碳排放量非常低,根据国外研究仅有18g/kWh。
另外,该技术在现有太阳能发电技术中成本最低,更易于迅速实现大规模产业化。
此外,太阳能热发电还具有非常强的与现有火电站及电网系统的相容性优势。
目前,太阳能热发电正成为世界范围内可再生能源领域的投资热点。
翻开世界太阳能热发电版图可以发现,目前太阳能热发电站遍布美国,西班牙,德国,法国,阿联酋,印度,埃及,摩洛哥,阿尔及利亚,澳大利亚等国家。
太阳能热发电技术已经进入快速发展时期。
太阳能热发电在全球的发展热潮中,中国业界也不甘落后。
2009年10月,“中国太阳能光热产业技术创新战略联盟”成立,该联盟计划在“十二五”期间,争取在中国西部建设1000兆瓦级规模的太阳能热发电站。
2009年12月,中国科学院电工研究所作为第一承担单位的国家重点基础研究计划“高效规模化太阳能热发电的基础研究”项目正式启动。
相信在之后的时间里,光热产业将获得一个爆发式的发展。
政府的支持必将对国内的太阳能热利用发展起到推波助澜的作用。
由此,国内太阳能热利用企业也将获得发展良机,可以预计,未来光热发电市场必将成为实力企业必争之地。
槽式太阳能热发电全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电,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,产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。
塔式太阳能热发电1973年,世界性石油危机的爆发刺激了人们对太阳能技术的研究与开发。
相对于太阳能电池的价格昂贵、效率较低,太阳能热发电的效率较高、技术比较成熟。
许多工业发达国家,都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。
由于单位容量投资过大,且降低造价十分困难,因此太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。
但对塔式太阳能热发电的研究开发并未完全中止。
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1.聚光倍数高,容易达到较高的工作温度,阵列中的定日镜数目越多,其聚光比越大,接收器的集热温度也就愈高;
2.能量集中过程是靠反射光线一次完成的,方法简捷有效;
3.接收器散热面积相对较小,因而可得到较高的光热转换效率。
塔式太阳能热发电的参数可与高温、高压火电站一致,这样不仅使太阳能电站有较高的热效率,而且也容易获得配套设备。虽然这种电站的建设费用十分昂贵,美国的SolarOne电站初次投资为1.42亿美元,成本比例为:定日镜52%、发电机组、电气设备18%、蓄热装置10%、接收器5%、塔3%、管道及换热器8%、其它设备4%。但随着制镜技术的提高和规模的增大,定日镜成本将大幅度降低。以美国Sunlab为代表的研究部门以及Sargent&Lundy评估机构对塔式太阳能热发电的成本作出了预测 图1 。Sunlab基于8.7GW规模预计到2020年塔式太阳能热发电的成本最终可达到约30~40$ MWh,即每度电3~4美分;Sargent&Lundy基于2.6GW规模预计到2020年塔式太阳能热发电的成本最终可达到50~60$ MWh,即每度电5~6美分。与常规化石能源发电相比,如果算上环境污染的成本,那么塔式太阳能热发电的前景将更加广阔。美国能源部主持的研究结果表明;在大规模发电方面,塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种方式。
典型的槽式太阳能热发电系统工作原理如图3(略)所示。
国际槽式太阳能热发电技术现状
西方国家对太阳能利用研究起步较早,可以追溯到18世纪80年代,20世纪初已开始在工业中应用。目前,美国、以色列、澳大利亚、德国等国家是太阳能利用大国,也是槽式太阳能热发电技术强国。
其中美国鲁兹 LUZ 公司是槽式太阳能热发电技术应用的典范,在1985~1991年间,美国在南加州先后建成9座槽式太阳能热发电站,总装机容量353.8MW,是世界上规模最大、成效最高的太阳能发电工程。
我国塔式太阳能热发电技术发展状况
随着太阳能利用技术的迅速发展,从20世纪 70年代中期开始,我国一些高等院校和科研院所,对太阳能热发电技术做了不少应用性基础试验研究,并在天津建造了一套功率为lkW的塔式太阳能热发电模拟装置。
《中国新能源与可再生能源1999白皮书》指出: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。
塔式与槽式太阳能热发电技术
塔式太阳能热发电
塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群,将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上,用以产生高温,加热工质产生过热蒸汽或高温气体,驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电,从而将太阳能转换为电能。
塔式太阳能热发电特点
近几年来,中国工程院院士张耀明教授带领南京春辉科技实业有限公司 南京玻璃纤维研究设计院三所 科技人员,在太阳能热发电研究领域中,取得了自动跟踪太阳、聚光、集热等方面的技术突破。由南京春辉科技实业有限公司、河海大学新材料新能源研究开发院联合建设的国内首座“70kW塔式太阳能热发电系统”于2005年10月底在南京市江宁太阳能试验场顺利建成,并成功投入并网发电。经过连续并网发电运行测试表明:该发电系统在运行稳定性、操控机动性、安全可靠性等方面均达到研发建设目标。
以最为典型的80MW装机容量的SEGSⅧ电站为例,其主要技术特征为:槽式抛物面反射镜东西向放置,采用单轴跟踪技术。集热器为性能优越的LS-3型集热器它使用的是真空管环形接收器,直径70mm的不锈钢管装在同心直径为115mm圆柱形玻璃套内,玻璃管上涂覆双层减反射膜,阳光透过率为0.965,玻璃管内保持真空以减少热损失,不锈钢管表面采用磁控溅射涂覆高温选择性吸收涂层,其可见光吸收比达0.96,红外发射比为0.19, 不锈钢管和玻璃套管间采用可伐封接;集热器工作介质为导热油,工作温度为391℃;整个电站共使用了900个这样的太阳集热器。抛物面反射镜的开口面积达545m2,使用了224块扇形玻璃镜片,镜片背面镀银,每片镜片由4个圆形托盘托附在支架上,支架上装有太阳辐射传感器,经液压传动机构驱动支架跟踪太阳,如遇恶劣天气,支架自动翻转,镜面开口向下,从而使镜面和接收器得到保护。SEGSⅧ电站的循环效率为38.4%,峰值太阳能热电转换效率为24%,年平均太阳能热电转换效率为4%,电站的初始投资为2650美元 kW,其发电的成本为8美分 kWh。LS-3型集热器的工质是导热油,整个系统采用双回路设计,导热油在换热子系统中,产生高温水蒸气进入汽轮机组发电。但是双回路不仅降低了系统效率而且增加了设备投资。SEGSⅨ电站采用LS-4型集热器,集热器中直接使用水作工质,使电站的循环效率达40%,峰值太阳能热电转换效率为28%,年平均太阳能热电转换效率为17%。以色列Solel在鲁兹公司基础上进一步发展,在槽式太阳能热发电技术方面取得了更好的成绩。预计发电的成本将降为5.5美分 kWh,更具市场竞争力。
系统主要由定日镜装置、高温接收器装置、燃气轮机发电机组以及相应的水冷却系统、天然气供气系统、控制系统等组成。系统的工作原理如图2(略)所示:
“70kW塔式太阳能热发电系统”整体采用了国际先进的技术路线,其中定日镜具备完全自主知识产权,性能优越,价格经济;接收器采取的是国际上一直处于研究热点的空腔式高温接收器,效率高;发电系统采用的是燃气轮机发电机组,符合未来“联合循环”发展的趋势。
70kW塔式太阳能热发电主要技术指标如下:
塔式太阳能热发电系统:塔高33米;额定功率70kW;系统效率≥20%;
定日镜:32面20m2定日镜;双轴跟踪误差≤2mrad;镜面反射率≥85%;
接收器:以空气为介质的空腔式结构,工作温度≥900℃E,压力:3at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,产生高温蒸 汽,驱动汽轮机发电机组发电。
槽式太阳能热发电系统
槽式太阳能热发电系统包括以下五个子系统:
1.聚光集热子系统。是系统的核心,由聚光镜、接收器和跟踪装置构成。接受器主要有两种:真空管式和腔式;跟踪方式采用一维跟踪,有南北、东西和极轴三种方式。
2.换热子系统。由预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器组成。当系统工质为油时,采用双回路,即接收器中工质油被热后,进入换热子系统中产生蒸汽,蒸汽进入发电子系统发电。直接采用水为工质时,可简化此子系统。
3.发电子系统。基本组成与常规发电设备类似,但需要配备一种专用装置,用于工作流体在接收器与辅助能源系统之间的切换。
4.蓄热子系统。太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常运行。蓄热的方法主要有显式、潜式和化学蓄热三种方式。
5.辅助能源子系统。在夜间或阴雨天,一般采用辅助能源系统供热,否则蓄热系统过大会引起初始投资的增加。