太阳能热发电技术进展及SolarPACES介绍 ----Christoph Richter
太阳能光热发电技术的发展与太阳能电池效率提升
太阳能光热发电技术的发展与太阳能电池效率提升太阳能作为一种清洁、可再生的能源,近年来备受关注。
其中,太阳能光热发电技术和太阳能电池效率的提升,正在推动太阳能产业的发展和应用。
本文将深入探讨这两方面的发展趋势和现状。
首先,太阳能光热发电技术通过利用太阳光将水加热为蒸汽,再通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能。
在此过程中,光热集热器起到关键的作用。
过去的光热发电技术主要采用平面集热器,但其效率受限于光热转换的热量损失。
随着技术的进步,聚光式光热发电技术逐渐兴起。
聚光式光热发电技术利用聚光器将阳光聚焦到高效率的太阳能吸收体上,如反射镜、透镜等。
这样一来,可以大大提高光热转换的效率。
同时,利用热储存技术,可以将过剩的热能储存起来,在夜间或低光照条件下继续发电,提高了光热发电系统的稳定性和可靠性。
另一方面,太阳能电池效率的提升也是太阳能发电领域关注的焦点。
太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的装置。
目前常见的太阳能电池主要有硅晶体电池、薄膜电池和多结电池等。
其中,硅晶体电池是应用最广泛且成本较低的一种。
传统的硅晶体电池效率在20%左右,但随着工艺和材料的不断改进,高效率太阳能电池逐渐出现。
例如,单晶硅太阳能电池通过提高硅的纯度和晶格质量,可以达到的效率已经超过了25%。
此外,钙钛矿太阳能电池、多结太阳能电池等也成为了目前的研究热点。
针对太阳能电池效率提升的另一个方向是光电子转换效率的提高。
光电子转换效率是指太阳能光子到电子能量转换的效率。
目前,单晶硅太阳能电池的光电子转换效率已经接近极限,因此研究者们开始关注新型材料和结构的开发,以提高光电子转换效率。
多年的研究表明,钙钛矿材料具有很高的光电子转换效率潜力。
近年来,钙钛矿太阳能电池的效率大幅提升,已经接近传统硅太阳能电池。
与传统硅太阳能电池相比,钙钛矿太阳能电池具有成本低、制造过程简单等优势。
然而,钙钛矿太阳能电池还面临着稳定性和寿命等问题,尚需进一步研究解决。
除了钙钛矿材料,有机太阳能电池也是另一个备受关注的领域。
太阳能发电技术的进展
太阳能发电技术的进展太阳能作为一种久经考验的清洁能源,一直以来备受关注。
随着技术的不断发展,太阳能发电技术也在不断进步。
本文将从太阳能发电技术的历史、发电原理以及新兴技术等多个方面来讨论太阳能发电技术的进展。
一、太阳能发电技术的历史早在公元前七世纪,希腊人就利用太阳能为领航员提供导航信息,其中就包括太阳高度和方位。
但是,真正意义上的利用太阳能发电,却要追溯到19世纪。
在19世纪初,法国科学家贝克勒耳发现,当金属条被照射时,金属条会释放电子,也就是产生电流。
这种现象被称为光电效应。
这启示科学家们太阳能可以被转化为电能。
接下来数十年,太阳能发电技术一直在不断发展。
20世纪初,人们开始在实验室中使用有机半导体光电池制造太阳能电池。
50年代,硅光电池首次被成功制造出来,成为第一批太阳能电池。
之后,太阳能技术得到了广泛应用,成为一种清洁、可靠、环保的能源形式。
二、太阳能发电原理太阳能发电就是将太阳辐射能转化为电能。
太阳辐射能来自太阳,主要有紫外线、可见光线和红外线。
太阳能可以被称为最为丰富的能源之一,每秒钟就有120亿吨的太阳辐射通过地球大气层到达地球上。
太阳能电池通过吸收这些太阳能辐射,产生电荷分离,从而发电。
太阳能电池的核心是半导体材料。
当光线照射在半导体材料上时,会产生电子-空穴对(电荷对),从而引起电流的产生。
太阳能电池通常由多个太阳能电池组成,通过串联或并联的方式组成太阳能电池板。
三、太阳能发电技术的进展1.太阳能电池技术太阳能电池的效率越高,输出的电量也越高。
难点在于提高太阳能电池的效率。
近年来,随着先进的材料科学、制造技术以及计算机仿真技术的发展,太阳能电池的效率有了显著提升。
在传统的硅太阳能电池之外,还涌现了一批新兴的太阳能电池技术,比如钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池、柔性太阳能电池等等。
相比于传统的硅太阳能电池,新兴的太阳能电池在成本、效率、可靠性方面都有一定的优势。
2.太阳能光伏发电太阳能光伏发电是目前比较普遍的太阳能发电技术。
太阳热发电技术的发展和应用
太阳热发电技术的发展和应用太阳能是一种绿色、可再生的能源,近年来,在全球范围内,太阳能热发电技术得到了广泛的推广和应用。
该技术通过利用太阳能将光能转化成热能,然后利用热能产生蒸汽,带动涡轮发电机组发电,以替代传统的燃煤电站。
在这篇文章中,我们将探讨太阳能热发电技术的发展和应用。
一、太阳能热发电技术的发展史太阳能热发电技术最早出现在19世纪中叶,当时,科学家们开始尝试将太阳能转换为电能。
但是,直到20世纪60年代,太阳能热发电技术才真正开始得到发展和应用。
这一时期,以美国加州为代表的很多国家开始建造太阳能热发电站,以大规模地利用太阳能。
二、太阳能热发电技术的产生原理太阳能热发电技术的产生原理很简单,即通过太阳集热器将太阳能转化为热能。
这些集热器一般被安装在塔式或平板状的太阳能热发电站顶部,它们通过镜面聚焦太阳光线,将光线汇聚在一起,将太阳光线的热能转化为热水蒸汽,进而带动涡轮发电机组发电。
三、太阳能热发电技术的主要类型太阳能热发电技术一般被分为三种类型:塔式太阳能热发电技术、槽式太阳能热发电技术以及平板太阳能热发电技术。
其中,塔式太阳能热发电技术是最常见的。
塔式太阳能热发电技术使用一系列大型集热器来收集太阳能,并将其转化为蒸汽,其中也包括固体颗粒媒体。
这种媒体会被加热,这可以通过镜子扭曲工作而加热每一个颗粒,从而产生了大量的热能,然后通过蒸汽带动涡轮发电机组发电,这种方法也被称为储存式技术。
槽式太阳能热发电技术在沿着整个带状反射器的涂层内收集太阳能,并将其转化为热水蒸汽。
这种方法更适合适度的光照,因为它可以捕捉到不同角度的光线。
平板太阳能热发电技术使用类似太阳能光伏发电池的平板,但是它们不是直接将光转化为电。
相反,太阳能被转化为热能,在蒸汽发生器中产生蒸汽,然后通过涡轮风扇来发电。
这种方法需要阳光的强烈照射,因此在低光条件下效率较低。
四、太阳能热发电技术的应用现状太阳能热发电技术在全球范围内得到迅速发展和广泛应用,特别是在欧洲和美国。
太阳能热发电技术发展历程简介
太阳能热发电技术发展历程简介太阳能热发电技术,即把太阳辐射热转抵达成电能的发电技术。
它包括两大类:一类是利用太阳热能直接发电,如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电以及碱金属热发电转换和磁流体发电等,这类发电的特点是发电装置本体没有活动部件,但此类发电量小,有的方法尚处于原理性试验阶段。
另一类是将太阳热能通过热机带动发电机发电,其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换来。
在一个世纪前的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,盘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。
1901年,美国工程师研制成功7350W的太阳能蒸汽机,采用70平方米的太阳聚光集热器,该装置安装在美国加州做实验运行。
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。
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。
从1981-1991年10年间,全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座,其中主要形式是塔式电站,最大发电功率为80MW。
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。
对塔式太阳能热发电的研究开发并未完全中止。
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。
20世纪80年代初期,以色列和美国联合组建了LUZ太阳能热发电国际有限公司。
太阳能热发电技术研究进展
太阳能热发电技术研究进展近年来,随着全球环保意识的增强和可再生能源的发展,太阳能热发电技术备受瞩目,逐渐成为新能源的重要组成部分。
在这种背景下,太阳能热发电技术研究也日益深入。
今天,本文将就太阳能热发电技术的研究进展进行探讨。
一、太阳能热发电技术概述太阳能热发电技术是一种利用太阳能将热能转换为电能的技术。
其优点是:太阳能充足、环保、无污染、无噪音、使用寿命长。
因此,太阳能热发电技术有着广阔的应用前景。
二、太阳能热发电技术研究近年来,太阳能热发电技术的研究主要集中在以下几个方面:(一)自然循环式太阳能热发电技术自然循环式太阳能热发电技术是一种直接利用太阳能对流运动产生的动力进行发电的技术。
在这种技术中,太阳能加热后的工质会自然地上升,通过一个热交换器传递热能给工质,在发电机中产生电能。
(二)人工循环式太阳能热发电技术人工循环式太阳能热发电技术是利用太阳能加热工质后,通过压缩、蒸发、凝结等方式,使工质在发电机中产生电能的技术。
这种技术具有效率高、发电量大、使用寿命长等优点,但是设备比较复杂。
(三)聚光式太阳能热发电技术聚光式太阳能热发电技术是利用反射镜、透镜等光学仪器将太阳光线聚集在一个点上,从而加热工质产生热能,进而转化为电能的技术。
这种技术具有高效率、节省用地等优点,但是设备成本比较高。
(四)复合式太阳能热发电技术复合式太阳能热发电技术是将多种太阳能热发电技术结合起来,提高技术效率的一种新技术。
例如,将自然循环式和人工循环式太阳能热发电技术结合,可以提高发电效率,减少技术成本。
三、太阳能热发电技术研究进展目前,太阳能热发电技术的研究进展主要体现在以下几个方面:(一)新型工质的研发工质是太阳能热发电技术中至关重要的组成部分,其性能直接影响到技术的效率和运行成本。
目前,国内外的研究机构已经开始开展以无机盐、有机盐等为基础的新型工质的研制工作。
(二)系统集成的应用在太阳能热发电技术中,不同的技术之间可以进行组合,提高整体的效率和经济性。
太阳能热发电技术的发展现状
太阳能热发电技术的发展现状太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源,被广泛地应用于各个领域中。
其中太阳能热发电技术也受到了越来越多的关注。
本文将对太阳能热发电技术的发展现状进行探讨。
1. 太阳能热发电技术的原理太阳能热发电是利用太阳能产生蒸汽驱动涡轮发电的一种技术。
具体来说,太阳能光线通过反射器或聚光器聚集在一个小面积上,将聚焦的太阳能集中于吸收热和储热媒质当中,然后利用媒质热膨胀产生动力驱动涡轮,最终产生电能。
2. 太阳能热发电技术的发展历程太阳能热发电技术的发展历程可以追溯到19世纪末。
1901年,美国工程师法兰克·谢勒发明了第一个太阳能热发电装置。
1920年代,美国工程师弗兰克·沃克特发明了第一个太阳能聚光器,为太阳能热发电技术的发展奠定了基础。
1940年代,瑞士工程师艾格克·欧森发明了用太阳能维持稳定温度的太阳能热发电技术。
1970年代,西班牙和美国开始探索太阳能热发电技术,到了1990年代,太阳能热发电技术真正开始商业化应用。
3. 太阳能热发电技术的现状目前,太阳能热发电技术已经得到了广泛的应用,全球范围内的太阳能热发电站已超过50个。
其中,以西班牙为代表的欧洲国家是太阳能热发电技术最为发达的地区之一。
在西班牙,太阳能热发电技术已经成为一项重要的清洁能源,占据了国内发电量的2%。
除欧洲外,北非、中东地区的建设规模也相当庞大。
有着丰富太阳能资源的沙特、阿联酋、埃及等国家开始大举推进太阳能热发电工程;西班牙、美国以及中国等地的新工程也在不断的投入使用。
4. 太阳能热发电技术的优势和不足太阳能热发电技术与太阳能光伏发电技术相比,优势非常明显。
第一,太阳能热发电的效率更高。
第二,太阳能热发电不受天气影响,夜晚和阴雨天气都不会影响其发电效率。
第三,太阳能热发电技术可以将热能储存下来,在需要电能的时候再进行发电,能够有效地减少电能的浪费。
但是,太阳能热发电技术也存在一些问题。
太阳能光热发电的技术进展
太阳能光热发电的技术进展关键信息项:1、太阳能光热发电技术的原理及分类原理:____________________________分类:____________________________2、技术的优势与局限性优势:____________________________局限性:____________________________3、最新的研究成果与突破成果:____________________________突破:____________________________4、应用领域与市场前景应用领域:____________________________市场前景:____________________________5、技术发展面临的挑战及应对策略挑战:____________________________应对策略:____________________________1、太阳能光热发电技术的原理及分类11 原理太阳能光热发电是通过聚集太阳辐射能,将光能转化为热能,并通过热力循环过程将热能转化为电能的技术。
其基本原理是利用反射镜或透镜将大面积的太阳光汇聚到一个小面积上,使接收点的温度升高,产生高温热能,进而驱动热力发动机(如蒸汽轮机、燃气轮机等)进行发电。
111 分类根据聚光方式的不同,太阳能光热发电技术主要分为槽式、塔式、碟式和菲涅尔式四种。
112 槽式太阳能光热发电槽式系统是利用抛物面槽式反射镜将太阳光聚焦到位于焦线上的集热管上,加热管内的传热流体,产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电。
113 塔式太阳能光热发电塔式系统是通过大量的定日镜将太阳光反射到塔顶的吸热器上,产生高温热能,再通过热力循环系统发电。
114 碟式太阳能光热发电碟式系统是由碟式抛物面反射镜将太阳光聚焦到位于焦点处的接收器上,接收器内的工质被加热到高温,驱动斯特林发动机或微型燃气轮机发电。
115 菲涅尔式太阳能光热发电菲涅尔式系统采用平面反射镜代替抛物面反射镜,通过跟踪太阳运动,将太阳光聚焦到固定的吸热管上,加热工质产生蒸汽发电。
太阳能热发电技术的最新进展
太阳能热发电技术及其发展太阳能热发电技术及其发展摘要:阐述了太阳能热发电系统的分类,并着重介绍了塔式、槽式、碟式太阳能热发电系统以及向下反射式太阳能热发电、太阳能热气流发电、太阳能池热发电系统,并阐述了以上几种太阳能热发技术存在的问题及其发展的现状。
最后对太阳能热发电技术的展望和前景作了介绍。
关键词:太阳能热发电塔式太阳能发电槽式太阳能热发电碟式太阳能热发电向下反射式太阳能热发电太阳能热气流发电太阳能池热技术展望发展前景Solar thermal power generation technologyand its developmentAbstract:this paper describes the solar thermal power generation systems classification, and emphatically introduces tower, groove, disctype solar thermal power generation systems and reflectingsolar heat downward power, solar thermal power, solar thermalpower generation systems, and pool of solar heat expounded hairtechnology existing problem and development situation. Finallyon solar heat generation technology, and prospects are introduced.Keywords: solar heat generation solar power tower of two-tank solar t hermal power generation solar hot dish type solar reflex downward powergeneration solar energy heat flow pool thermal technologydescribes the development prospect能源是人类社会生存和发展的必需品,高速发展的经济使得能源危机和环境污染已经成为21世纪国际关键词。
太阳能光热发电技术及其发展综述
太阳能光热发电技术及其发展综述摘要:文明的发展与延续离不开科技的进步,自第二次工业革命以来,发电机的产生让世界上更多地方应用电力进行工业生产与日常生活,大幅度地提升了人们的生产力。
电能的广泛应用也改变了世界,改变了人们的生活,而随着人们对电能需求越来越高,人们开始研究电能的生产,从而发电行业不断进行发展。
最高效的发电方式是火力发电,通过燃烧化石燃料来实现热能转化电能,这也是世界上通用且成熟的一种发电方式,但这会导致环境的污染,也会过量消耗煤炭能源。
因此各国开始利用太阳能、风能等进行电能的生产,并网技术也是新能源发电的重要技术,能够让发电系统更加稳定,也能保证新能源发电的高效性。
关键词:太阳能;光热发电;灵活运行;储热;可再生能源消纳引言随着煤炭、石油等化石能源储量的不断减少,人们面临着能源短缺的严峻形势。
各国都在大力发展新能源,以改善人们生活的环境,维护人与自然的和谐。
与水力发电、风力发电相比,太阳能发电具有无污染、无噪音、故障发生概率小、维护简单、使用方便等特点。
实际资料表明,光伏并网技术已成为一种新型的技术,尤其是大规模的太阳能光伏与并网的太阳能发电系统,将会产生更多的电力。
1光伏发电系统概述光伏发电系统是一种以太阳能为基础能源的发电系统,光伏发电系统需要用到电池组件,利用晶硅电池组件或者薄膜电池组件接收太阳发出的光照,然后利用光伏组件,将太阳能转化为电能。
光伏发电系统的并网也需要很多电力设备,比如说逆变器、配电装置等,这都是将采集的太阳能变成电能汇入电网的必备电力装置。
分布式光伏发电系统是一种高能效的发电方式,能够更大范围地提高组件的辐照面积,同时也能对配电网起到加强继电保护作用,从而保证光伏发电系统的长久与稳定运行。
由于能源工业中的环境污染与能源消耗,世界各国不断加强合作,大力发展没有污染的绿色能源,为人类绿色低碳发展创造条件。
光伏发电完全具备这样的特点,能够将普通的光照进行收集,形成人们所需的电能,这些都离不开光伏发电技术和并网技术的发展。
太阳能热发电技术的研究进展
太阳能热发电技术的研究进展太阳能是一种可再生能源,而太阳能热发电技术是其中一种重要的利用方式。
它是通过利用太阳能辐射热,产生高温热能驱动发电机组发电的过程。
本文将介绍太阳能热发电技术的研究进展。
一、太阳能热发电的原理太阳能热发电分为两个主要过程:一是太阳能热辐射吸收,将太阳能转化为热能,实现高温热能的储存;二是通过高温热能,利用适宜的工质,使发电机组发电。
目前市场上分别有两种主流太阳能热发电技术:一种是塔式太阳能热发电技术,另一种是槽式太阳能热发电技术。
二、塔式塔式太阳能热发电系统是指将一些镜子或反光面对准一座塔,集中太阳的热能汇聚到一个点上,采用特定的工质,然后将热能转化为电能。
目前,塔式太阳能热发电技术已经逐渐走向成熟。
1、集中式塔式太阳能热发电技术集中式塔式太阳能热发电系统是通过将很多镜子(如平板和菱形)放置在地面上,反光面对准一个三角柱或圆形塔,将太阳的辐射能汇聚到正塔架上的接收器上,来完成高温热能的获取。
常用的接收器有空气接收器和流体接收器。
2、分布式塔式太阳能热发电技术分布式塔式太阳能热发电技术是通过将反光面转换成薄膜太阳能电池进行集中充电,然后将能量分散到具有不同角度的发电池上,并使用红外测温仪等设备监视热能的流动。
三、槽式槽式太阳能热发电系统也被称为垂直沿直线镜式太阳能热发电系统。
它采用特殊的平板辐射器,使进入平板的平行太阳辐射能线转换为垂直辐射能线,来实现高效采集太阳辐射能并产生高温热能,推动对应的涡轮机驱动发电机进行发电。
1、平板辐射器发展现状平板辐射器是槽式太阳能热发电系统的核心组件。
平板辐射器的设计和制造对槽式太阳能热发电技术的发展,具有重要的推进作用。
目前,其主要发展方向有:1)平板辐射器材料的改进;2)平板辐射器材料的控制;3)拆分板化研究。
2、涡轮机组发展现状涡轮机组是槽式太阳能热发电系统的发电机,其制造对槽式太阳能热发电技术的发展也具有重要的推进作用。
目前,其主要发展方向有:1)涡轮机组的高效;2)涡轮机组的多位制;3)涡轮机组的耐用性。
太阳能光热发电技术的进展
太阳能光热发电技术的进展在全球能源转型的大背景下,太阳能光热发电技术作为一种清洁、可持续的能源利用方式,正经历着快速的发展和变革。
太阳能光热发电技术通过将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能,为解决能源危机和环境问题提供了新的途径。
太阳能光热发电技术的原理并不复杂。
简单来说,就是利用大量的反射镜或透镜将太阳光聚焦到一个小区域,产生高温热能,然后通过传热介质将热能传递给热力循环系统,驱动发电机发电。
根据聚光方式的不同,太阳能光热发电技术主要分为槽式、塔式、碟式和菲涅尔式四种。
槽式太阳能光热发电技术是目前应用最广泛、技术最成熟的一种。
它采用抛物面槽式聚光器,将太阳光聚焦到真空集热管上,管内的传热介质被加热后,产生蒸汽推动涡轮机发电。
槽式系统的优点是技术成熟、成本相对较低,但聚光比相对较低,发电效率有待提高。
塔式太阳能光热发电技术则是通过大量定日镜将太阳光反射到塔顶的吸热器上,产生高温热能。
由于其聚光比高,发电效率相对较高,但技术难度和成本也较大。
近年来,塔式技术在吸热器材料、定日镜控制精度等方面不断取得突破,使其逐渐成为研究和应用的热点。
碟式太阳能光热发电技术采用碟状抛物面聚光器,将太阳光聚焦到斯特林发动机的热腔上,驱动发动机发电。
碟式系统具有效率高、模块化等优点,但由于单机容量较小,大规模应用受到一定限制。
菲涅尔式太阳能光热发电技术则是基于线性菲涅尔透镜原理,通过一系列平板反射镜将太阳光聚焦到集热管上。
这种技术结构简单、成本较低,但聚光比和效率也相对较低。
在太阳能光热发电技术的发展过程中,储能技术的突破至关重要。
由于太阳能的间歇性和不稳定性,储能系统能够保证在太阳光照不足或没有光照时,电站仍能持续稳定地发电。
目前,常用的储能方式包括熔盐储能、导热油储能和固体储能等。
其中,熔盐储能由于具有成本低、储能密度大、使用寿命长等优点,成为主流的储能技术之一。
与此同时,太阳能光热发电技术的材料研究也在不断推进。
太阳能光热发电技术的发展与创新
太阳能光热发电技术的发展与创新近年来,随着环境保护意识的增强和对可再生能源的需求不断上升,太阳能光热发电技术逐渐成为研究的热点。
光热发电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。
在太阳能的广泛利用中,光热发电技术具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
本文将对太阳能光热发电技术的发展历程以及未来的创新方向进行探讨。
太阳能光热发电技术的起源可以追溯到上世纪的早期。
最早的太阳能光热发电设备是由一些反射镜和集热器构成的,可以集中太阳光线并产生高温。
然而,由于材料和技术的限制,这种设备的效率并不高。
随着科技的进步和材料技术的革新,太阳能光热发电设备逐渐实现了突破。
通过引入聚光镜和光学透镜等元件,光热发电设备可以更加高效地聚集太阳光线,在集热器中产生更高的温度。
同时,随着太阳能光热发电技术的应用范围的不断扩大,人们开始关注如何提高能量转换效率。
目前,太阳能光热发电技术的应用已经非常广泛。
光热发电系统通常包括集热器、热储罐、发电设备等组成部分。
太阳能光热发电系统通过集热器将太阳光能转化为热能,并将热能储存于热储罐中。
当需要发电时,通过热能转换装置将热能转化为电能。
这种发电方式不仅可以高效地利用太阳能资源,还可以在日照不足或夜间继续发电,具有很高的可靠性和稳定性。
然而,面对日益增长的能源需求和不断变化的环境挑战,太阳能光热发电技术还需要不断创新。
其中,提高能量转换效率是当前研究的热点之一。
目前使用的集热器往往只能将部分太阳光能转化为热能,而大部分太阳能则被浪费掉。
因此,改进和优化集热器的设计是提高太阳能光热发电效率的关键。
一种可能的方法是探索新的集热材料,这些材料可以更好地吸收太阳光线或提高光的传导性能,从而提高热能的收集效率。
另外,太阳能光热发电技术还可以与其他能源技术相结合,实现协同发展。
比如,将太阳能光热发电技术与储能技术相结合,利用电池等设备将白天收集的多余电能储存起来,在夜间或无日照时继续供电。
太阳能热发电技术及最新进展
太阳能热发电技术及最新进展太阳能热发电技术及最新进展摘要本文扼要概述太阳能热发电系统的基本概念, 提出聚光型和非聚光型的系统分类方法。
太阳能聚光型发电系统分为塔式、槽式和碟式,非聚光型太阳能热发电系统包括太阳能热气流与太阳能热池等发电系统。
文章还根据“大容量—高参数—长周期一储热低成本”的太阳能热发电系统未来的技术发展方向,简单介绍了太阳能热发电的关键技术,包括聚光镜、吸热器、跟踪系统、储热材料、太阳能热机等。
关键词太阳能热发电;系统分类;关键技术Solar Thermal Power Generation Technology and The Latest ProgressAbstract:This article briefly summarized the basic concept of solar thermal power generation system, putting forward system classification method about concentrating and non-concentrating system.Concentrating solar power generation system can be divided into tower, trough type and plate type.Non-concentrating solar thermal power generation system consists of solar thermal power generation system and solar thermal pool, etc. According to the futuredevelopment direction of the solar thermal system technology--"large capacity, high parameters, long period and low cost",the article also simply introduces the key technology of solar thermal power generation, including condenser, heat absorber , tracking system, heat storage material, solar heat engine, etc.Keywords: solar thermal ;system classification;key technology前言太阳能资源丰富,分布广泛,开发利用前景广阔。
太阳能热发电技术的研究和开发
太阳能热发电技术的研究和开发随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的不断提高,太阳能作为一种可再生、清洁、安全的能源源头,已经成为了当今世界上最受关注和研究的领域之一。
在太阳能方面,太阳能热发电技术(Concentrated Solar Power,CSP)已经成为了国际上研究和开发的主要方向之一。
本文将介绍太阳能热发电技术的研究和开发现状、技术特点、应用前景以及目前存在的问题。
太阳能热发电技术是一种将太阳能转化为热能,再将热能转变为电能的技术。
它的基本原理是利用大型反射面将太阳光聚焦到一个集中的热点上,通过加热工质,使其蒸汽化产生高温高压蒸汽,再通过蒸汽动力机转化为电能。
太阳能热发电技术相对于太阳能光伏技术来说有着一些独到的优点。
首先,它可以较好地缓解太阳能场地不足的问题,因为反射面可以通过较少的场地进行布置,降低了对土地资源的消耗。
同时,太阳能热发电技术的能量密度也远高于太阳能光伏技术,因此在单位面积上的能量产生要比光伏技术更高效。
此外,太阳能热发电技术还可以储存热能,当太阳不在照射的时候,系统中的热储体能够继续运转,稳定地输出电能,从而解决了太阳能光伏技术中因天气不稳定导致的供电不稳定问题。
在太阳能热发电技术的应用方面,目前各国都有相应的实验室和实际应用,在研究和开发方面取得了一些成果。
目前,太阳能热发电技术主要应用在发电厂、加工厂和实验室等领域。
其中,西班牙的PS10发电站、美国的伊万帕发电站以及南非的Bokpoort发电站等都是较为成功的商业应用案例。
虽然太阳能热发电技术有着很好的应用前景,但同时也存在着一些问题。
首先,目前的技术水平尚处在比较初级的阶段,反射面的制造技术、热管传热技术等方面还需要进一步完善和提高。
其次,太阳能热发电技术所需的投资成本很高,目前很难做到减少成本,所以降低光伏组件和反射面的成本、提高光伏电池和其他配件的效率是目前急需解决的问题。
最后,太阳能热发电技术在政策扶持方面也存在一些缺陷。
太阳能光热发电技术解析
太阳能光热发电技术解析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可再生能源技术。
它不仅对环境友好,而且具有广泛的应用前景。
本文将对太阳能光热发电技术进行详细解析,介绍其原理、发展现状以及未来的发展趋势。
一、太阳能光热发电原理太阳能光热发电技术的原理非常简单,主要分为两个步骤:光能转化为热能,热能转化为电能。
在光能转化为热能的步骤中,太阳光通过太阳能集热器聚焦在热工质上,使其温度升高。
这个过程中,太阳光中的光子能量被吸收,导致热工质分子的热运动增强,从而使得温度升高。
一般来说,常用的热工质包括水、石油、盐等。
在热能转化为电能的步骤中,热工质通过热交换器传递热量给工作介质,使工作介质的温度升高,产生蒸汽。
蒸汽驱动汽轮机运转,进而驱动发电机发电。
发电机通过感应原理将机械能转化为电能,从而实现太阳能光热发电。
二、太阳能光热发电技术的发展现状目前,太阳能光热发电技术已经有了长足的发展。
世界各地都有大量的太阳能光热发电项目正在建设中或者已经投入使用。
在光热发电技术中,最常见和成熟的技术为槽式集热器技术和塔式集热器技术。
槽式集热器技术通过平面镜反射太阳光,将光能集中到集热管上,使得热工质升温。
塔式集热器技术则通过高大的中央塔将太阳光聚焦在塔顶的热工质中,实现高温高压的蒸汽发电。
这两种技术在实际应用中都取得了不错的成果,目前已经被广泛采用。
另外,太阳能光热发电技术还有其他的发展路径,如风云一号-05/06A星,它是中国自主研制的太阳能光热发电技术卫星,通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过微型太阳炉将太阳能转化为热能,为地面用户提供电力供应。
三、太阳能光热发电技术的未来发展趋势太阳能光热发电技术具有巨大的潜力和广阔的前景,未来的发展趋势将集中在以下几个方面:1. 提高效率:目前太阳能光热发电技术的效率还有提升的空间。
科研人员可以通过改进反射镜、改良集热器材料等方式,提高能量的转化效率,从而实现更高效的光热发电。
太阳能热发电技术的发展与应用前景
太阳能热发电技术的发展与应用前景太阳能热发电技术是利用太阳能光热转换为电能的一种绿色能源技术,随着社会对可再生能源的需求不断增加,太阳能热发电技术受到了越来越多的关注和重视。
本文将就太阳能热发电技术的发展历程以及未来的应用前景进行探讨。
一、太阳能热发电技术的发展历程太阳能热发电技术作为一种清洁、可再生的能源技术,其发展历程可以追溯到上个世纪。
最早的太阳能热发电技术是利用反射镜将太阳光聚焦在一个点上,使得该点温度升高达到发电的要求。
随着科技的进步,太阳能热发电技术逐渐得到了提升和改进,出现了多种不同的发电方式,如槽式集中式太阳能热发电技术、塔式集中式太阳能热发电技术等。
二、太阳能热发电技术的应用现状目前,太阳能热发电技术已经在全球范围内得到了广泛的应用,尤其是在一些光照充足的地区。
欧洲、美洲、澳大利亚等地区都建立了一定规模的太阳能热发电站,部分国家还将太阳能热发电技术列为战略性新能源进行发展。
在我国,太阳能热发电技术也逐渐受到重视,各地建设了多个太阳能热发电项目,为国家能源结构调整和环境保护做出了贡献。
三、太阳能热发电技术的应用前景随着全球对清洁能源的需求不断增加,太阳能热发电技术将会迎来更加广阔的应用前景。
首先,太阳能热发电技术具有可再生性和环保性,可以有效减少对化石能源的依赖,降低碳排放,达到减轻环境负担的目的。
其次,太阳能热发电技术还具有稳定性高、发电成本低等优点,有利于提高能源利用效率,降低发电成本,推动新能源产业的发展。
因此,太阳能热发电技术在未来必将成为全球清洁能源发展的主要方向之一。
综上所述,太阳能热发电技术作为一种清洁、可再生的能源技术,其发展历程丰富多彩,应用现状良好,并且前景广阔。
相信在全球范围内对可再生能源需求不断增加的背景下,太阳能热发电技术一定会迎来更加美好的未来,为人类生存和发展做出更大的贡献。
塔式太阳能热发电关键技术与发展
塔式太阳能热发电关键技术与发展塔式太阳能热发电(CSP)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。
它可以有效地利用太阳能资源,具有可持续性和环保性,被认为是太阳能发电领域的重要发展方向。
塔式太阳能热发电的关键技术有:太阳能收集系统、热能储存系统、发电系统和电网接入系统等。
太阳能收集系统是塔式太阳能热发电的核心部分,它主要由塔式太阳能反射器(如抛物线槽型反射器)和集热器组成。
反射器可以将来自太阳的光能集中到集热器上,提高集热效果。
集热器通常采用管束式结构,可以将光能转化为热能,使得温度升高。
目前,塔式太阳能热发电主要采用集中式太阳能收集系统,但也有一些分散式图塔系统正在开发中。
热能储存系统在塔式太阳能热发电中起着重要作用,它可以解决太阳能不稳定性带来的发电问题。
目前,主要的热能储存技术包括热储罐和熔盐储能系统。
热储罐通过储存高温热能来实现连续发电,但存在能量损耗和温度衰减的问题。
熔盐储能系统采用高温熔融盐作为储能介质,具有高能量密度和较低能量损失的特点。
发电系统是将热能转化为电能的关键部分,塔式太阳能热发电主要采用蒸汽发电循环或座式发电循环。
蒸汽发电循环使用蒸汽驱动汽轮机发电,座式发电循环则采用座式发电机直接将热能转化为电能。
这些发电系统都具有高效率和可靠性的优点。
电网接入系统是将塔式太阳能热发电与电网连接的重要环节,它需要包括逆变器、变压器和输电线路等设备。
逆变器用于将发电系统输出的直流电转换为交流电,以适应电网的要求。
变压器则用于调整电压水平,使得发电系统与电网能够完美地匹配。
输电线路需要具备良好的输电能力和稳定性,以传输发电系统生成的电能。
塔式太阳能热发电在技术上还面临一些挑战。
首先,需要进一步提高太阳能收集系统的效率,增加光能的转换率和集热效果。
其次,热能储存系统需要更加先进和可靠的技术,以提高储存效率和降低能量损失。
此外,发电系统和电网接入系统也需要不断创新和改进,以提高整个发电系统的效能和可靠性。
太阳能发电技术的研究和进展
太阳能发电技术的研究和进展一、引言能源问题一直是世界各国亟需解决的问题,随着不断增长的人口和消费水平,对能源的需求也在不断增加。
与此同时,环境污染和气候变化也日益引起人们的关注。
在这种情况下,太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐崭露头角。
太阳能发电技术也取得了长足的发展。
二、太阳能发电技术的发展历程1.光伏电池的发明20世纪初,太阳能的研究工作开始。
1954年,美国贝尔实验室的三位科学家发明了现代光伏电池,开创了太阳能发电的先河。
这种光伏电池能够将太阳能直接转化成电能,发电效率较低,但在遥远的未来却给了人们希望。
2.太阳能电站的建立20世纪70年代,欧洲和美国开始建立太阳能电站,利用大面积的光伏电池板,将太阳能转换成电能。
这些太阳能电站具备一定的发电能力,但是成本高昂,遇到天气不好的情况也会影响发电效率。
3.技术创新的加速近年来,随着科技水平的提高和对环保的需求,太阳能技术得到了极大的发展。
从传统的多晶硅太阳能电池板到薄膜太阳能电池板,再到未来可能应用的钙钛矿太阳能电池板,太阳能发电技术越来越成熟,产生的电能也越来越大。
三、太阳能发电技术的研究进展1.多晶硅太阳能电池板多晶硅太阳能电池板是目前应用最广泛的太阳能发电技术,薄片和多晶硅材料制成的电池板可以转换太阳能为电能。
虽然效率较低,但是它的制造成本较低,成功降低了太阳能电力的成本。
2.薄膜太阳能电池板薄膜太阳能电池板以各种复合材料作为薄膜基底,在上面喷涂各种光电材料制成的电池板。
这种太阳能电池板的效率较多晶硅太阳能电池板要低,但是它的制造成本非常低廉,是未来发展的趋势。
3.钙钛矿太阳能电池板钙钛矿太阳能电池板是一种新型的太阳能电池板,由于它的独特结构和材料,效率高达20%以上。
钙钛矿太阳能电池板是太阳能电池板的未来方向,应用前景十分广泛。
四、太阳能发电技术的应用前景1.环保太阳能是一种非常清洁的能源,与传统的化石能源相比较少有污染。
太阳能发电不仅可以解决能源问题,还可以减少环境污染和减少对地球的破坏。
建筑节能知识:太阳能热发电简介[工程类精品文档]
建筑节能知识:太阳能热发电简介[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!人类利用太阳能虽然已有3000多年的历史,但把太阳能作为一种能源和动力加以利用,却只有不到400年的历史。
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8个阶段。
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;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;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;1946~1965年这一阶段,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;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;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;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;1992年至今为第八阶段,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。
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。
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。
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。
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ΔH [1 bar] kJ/mol 100
Capacity* Solid only kWh/m3 410
Capacity* All reactants kWh/m3 323
Capacity Gravimetric kWh/t 373
www.DLR.de/TT • Folie 10 > Intersolar Europe Conference 2012 > Doerte Laing > 24.06.2012
Source: DLR Source: DLR
194 ºC 222 ºC 306 ºC < 250 ºC < 350 ºC
Latent Heat Storage Enhancement of heat transfer
liquid solid
Source: DLR
Fluid
Simplified PCM-storage concept
Qualification of Systems
Collector field measurements Solar Ressource
QFly
Mobile Fieldlab
flow T θ
Capacity Building
network interface & management
wind
T
local data logger
Component Evaluation
Collector structure (gravity, wind)
photogrammetry
Reflector panels (reflectance, shape)
Reflectometer Deflectometry, photogrammetry SDx, FDx, Intercept
Storage for Solar Tower Plants with Air Receiver Regenerator Storage
Challenges: -Durability of inexpensive storage materials -Containment technology and HT-insulation -Thermo-mechanical issues -Even flow distribution through storage material
available for CSP hybridization • CSP HIBRED FOA seeks to catalyze CSP-fossil hybrid deployment to take advantage of this opportunity • Goal: Validate 10 ¢/kWh solar Source: Solar Prospector Database electricity generation with long term project financial sustainability • $20M total DOE funding • 3:1 Awardee Cost share (75%) to DOE funds • Approximately 2-4 awards – Anticipate 20 MW solar to be built Slide courtesy R. Pitchumani, DoE – Maximum award $10 M
Next steps: measure loops and complete solar fields
[mrad]
d) Slope deviation of KONTAS collektor measured with QFly
SunShot CSP FOA Selections
Goal: To innovate and develop next-generation CSP technologies for low-cost collectors, high-temperature receivers and highefficiency dry-cooled power cycles to meet the aggressive technical targets of SunShot. Investment: Up to $55 million over 3 years in 21 projects at companies, universities and national laboratories.
T
T
www.DLR.de/TT • Folie 12 > Intersolar Europe Conference 2012 > Doerte Laing > 24.06.2012
QFly: Flying Camera for optical assessment of parabolic troughs
• tests started in May 2012 • air pre-heating temperature > 700°C achieved • temperature to be increased further • stable system operation
Status of Latent Heat Storage (for Direct Steam)
Objectives -Thermal Storage for T>300 ºC -Use of industrial process heat -Power generation (e.g. solar thermal plants) Reaction: Ca(OH)2 ↔ CaO + H2O
Teq[1 bar] ºC 521
Phase Change Material (PCM) Tube
Heat transfer coefficient is dominated by the thermal conductivity of the solid PCM → Low thermal conductivity is bottleneck for PCM
SOLUGAS Test Results
Solar Turbines Mercury-50 on top of tower
• operating pressure: about 10bar • turbine inlet temperature: about 1150°C receiver scheme
Heat carrier: water/steam Fins
Finned Tube Design effective Lamda > 10 W/mK
www.DLR.de/TT • Folie 8 > Intersolar Europe Conference 2012 > Doerte Laing > 24.06.2012
Progress in CSP Technology and SolarPACES Activities
7th Sanya International CSP Forum
August 12-14, 2013, Sanya, China
Christoph Richter Executive Secretary SolarPACES
PREDICTS (2013; All)
SunShot Incubator (2012, 2013 Storage; Collector)
National Lab R&D (2012; All)
Slide courtesy R. Pitchumani, DoE
14
CSP Heat Integration for Baseload Renewable Energy Development (CSPHIBRED 2013) • 11-21 GW of U.S. fossil plants
Receivers (optical and thermal efficiency)
Calorimetric measurement Ambient to 395 °C
Flexible connectors (pressure loss, reactive forces) Tracking system
Collectors
Receivers
Power Cycles
Slide courtesy R. Pitchumani, DoE
Deconstructing 6¢/kWh
BRIDGE (2012; Receiver) CSP-HIBRED (2012; System)
SolarMat (2013; Solar Field)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Solar Research
www.DLR.de • Chart 2
Outline
Examples of DLR Technology Development activities Solar Gas Turbine development Thermal Storage Qualification of components and systems Examples of US Activities (Sunshot) SolarPACES Activities GuisMo (Guidelines for CSP System Performance Modeling) Standardization Guidelines for Measurement SolarPACES Conference
a) Test with QFLY in KONTAS facility (PSA)