槽式太阳能热发电技术的现状及进展
太阳能热发电技术的研究现状与趋势
太阳能热发电技术的研究现状与趋势随着全球能源消耗量的增长和环境问题的日益突出，寻找新的、可再生的能源已经成为世界各个国家共同关注的重大问题。
太阳能热发电技术作为其中的一种可再生能源，正逐渐受到人们的重视和关注。
本文将从太阳能热发电技术的现状、优点与缺点、研究进展以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、太阳能热发电技术的现状太阳能热发电技术，是一种利用太阳能将水加热成蒸汽，再通过涡轮发电机将蒸汽转化为电能的一种新兴的可再生能源技术。
在太阳辐射充足的地区，太阳能热发电技术已经展现了其广阔的应用前景。
目前，全球已经建成了多个太阳能热电站，其中西班牙、美国、阿联酋等国家和地区的太阳能热电站规模最大，同时也是现今全球最先进的太阳能热发电技术。
其它像印度、中国、澳大利亚等地，也在积极推进太阳能热发电项目建设。
二、太阳能热发电技术的优点与缺点作为一种新兴的可再生能源技术，太阳能热发电技术也有其优点和缺点。
优点：1. 清洁环保，无污染：太阳能热发电技术不会排放二氧化碳、氧化氮等有害气体，无污染，对环境友好。
2. 独立性强，直接将太阳能转化为电能：太阳能热发电技术是一种独立的能源系统，能够直接将太阳能转化为电能。
3. 操作维护费用较低：太阳能热发电站不需要燃料，只需要进行定期维护维修，相对于传统化石能源电站，其操作维护成本更低。
缺点：1. 受天气影响：太阳能热发电技术的发电量会受到天气的影响，如晴天发电量较多，而阴天或夜晚则不能发电。
2. 投资成本高：由于太阳能热发电技术是一种新兴的技术，需要较高的投资成本，建设工期也会比较长。
三、太阳能热发电技术的研究进展太阳能热发电技术是一种不断发展和创新的领域。
目前，太阳能热发电技术的发展主要集中在以下几个方面：1. 提高发电效率：太阳能热发电技术的发电效率直接影响到其应用前景和经济效益。
各国研究人员正在探索提高吸收太阳辐射率、提高蒸汽温度和增加热能的存储等重要技术。
2. 降低成本：降低太阳能热发电技术的成本是促进其推广应用的关键。
槽式太阳能热发电技术研究现状与发展
$& 槽式太阳能热发电系统
$9 $& 槽式太阳能热发电系统的特点
槽式太阳能热发电系统结构紧凑， 其太阳能热辐 射收 集 装 置 占 地 面 积 比 塔 式 和 碟 式 系 统 的 要 小 :<= > $<= ； 且槽形抛物面集热装置的制造所需的构 件形式不多， 容易实现标准化， 适合批量生产。用于 聚焦太阳光的抛物面聚光器加工简单， 制造成本较 低， 抛物面场每平方米阳光通径面积仅需 %? @A 钢和
熔盐也再次被送回太阳场以吸收热能。
!" 国内外的发展水平
!# $" 国外的发展情况
太阳能热发电工业经历了几次起落， 原因是多方 面的。早在 *" 世纪初就有关于 太 阳 能 热 发 电 的 研 究， 可由于 * 次世界大战的爆发和近东地区石油的发 现， 使得太阳能的利用发展缓慢。其中， 由于太阳能 热电自身的技术落后、 效率低以及生产成本高也是阻 碍其发展的重要原因。直到 *" 世纪 $" 年代的石油
新成果与技术应用
罗智慧等： 槽式太阳能热发电技术研究各种联合系统， 也可以采用一些储能设备以减少 对气候条件的依赖。
!# !" 跟踪技术
抛物面聚焦集热器只能收集直射光线， 利用跟踪 装置可以使系统截获更多的太阳辐射。用于太阳能 发电的跟踪方式按照入射光和主光轴的位置关系可 分为两轴跟踪和单轴跟踪。两轴跟踪是根据太阳高 度和赤纬角的变化情况而设计的， 它具有最理想的光 学性能， 是最好的跟踪方式， 能够使入射光与主光轴 方向一致， 获得最多的太阳能。但此种 设 备 结 构 复 杂， 制造和维修成本高， 性价比不如单轴跟踪好。单 轴跟踪型只要求入射光线位于含有主光轴和焦线的 平面就行， 且结构简单， 实际生产中在跟踪精度要求 不高或阳光充裕的地方一般优先考虑单轴跟踪。按 焦线位置的不同， 单轴跟踪分为三类［+］： 南北地轴式、 南北水平式和东西水平式。总之， 采用何种方式， 是 一个性价比问题， 要根据实际应用来选择不同跟踪 方式。 近年来， 我国太阳能检测中心开发出太阳能集热 器性能测试系统， 其中就包括了太阳跟踪器。该跟踪 器采用地平坐标系跟踪方式， 主要由水平回转转台、 垂直回转转台、 $ 台步进电机以及集热器台架组成。 集热装置固定在台架平面上， 水平转台相当于集热装 置的方位轴， 由一台步进电机驱动， 绕垂直于当地水 平面的轴旋转， 对太阳进行实时跟踪。从这种太阳跟 踪器的运行情况来看， 它的运行状况良好， 跟踪误差 也不是很大。但总体来说， 我国的太阳能开发利用的 水平还不是很高， 国产太阳跟踪器的精度也不是很
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。
槽式太阳能热发电技术进展
metallic tube ?价格（price） (4m) ? 800 – 1000RMB/m ?最大工作温度（maximum operation temperature at present）：
300oC
A 金属板基铝反射镜 反射率（reflectivity ）? 0.83 – 0.87价格（ price ）? 150RMB/m 2 B 聚合物基铝或银反射镜 反射率（reflectivity ）? 0.84 – 0.93 价格（ price ）? 150RMB/m 2
C 厚玻璃银反射镜 反射率（reflectivity ）? 0.935 价格（ price ）? 350-650RMB/m 2 D 金属复合薄玻璃银反射镜 反射率（reflectivity ）? 0.95 价格（ price ）? 650RMB/m 2 E 玻璃复合薄玻璃银反射镜 反射率（reflectivity ）? 0.95 价格（ price ）? 350RMB/m 2
●新型集热管设计 New receiver tube designs ●新型太阳反射板研究 New solar reflectors ●新型支架结构设计 New support structure designs ●新工质开发 New working fluids for the solar field ●新储热系统 New thermal storage systems ●其他新材料的开发 Else new material
青海省土地面积72万平方公里，人口500余万人，地大人 稀，有大量适合发展太阳能热发电站建设的土地，其中柴达 木盆地就有超过20万平方公里的荒漠化戈壁滩，平均海拔高 度3000米，是我国太阳能资源最丰富的地区之一。按 1平方公 里建设25MW 槽式太阳能热电站计，理论上可满足装机 50亿 千瓦的用地需求，可供电力可超过15万亿千瓦时，足可以满 足全国电槽式太阳能热发电技术发展 康达12米单元测试平台
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势1、槽式太阳能热发电技术的研发背景能源是人类生存和发展的重要物质基础，更是社会经济发展的动力源泉。
在当今世界的能源结构中，人类利用的能源是以煤炭、石油和天然气为主的化石能源。
在 2008 年世界主要能源需求比例中，煤炭、石油和天然气的需求量占了能源总需求量的 75%以上。
然而这些常规能源是一次性不可再生能源，其蕴藏量十分有限，随着开采量和使用量的急剧增加而逐渐枯竭，预计到2020 年世界一次能源消费总量将达到 200-250 亿吨标准煤。
与此同时，化石能源燃烧不可避免地产生大量二氧化碳等温室气体，导了全球生态环境的严重污染和破坏。
随着世界能源匮乏与环境恶化日益加剧，开发新的能源利用方式，充分利用清洁能源，逐步改变以煤、石油为主的能源结构，将会成为全球性的研究问题。
世界各国的煤炭需求情况，2008年中国、美国、印度、俄罗斯、欧盟和日本消耗的煤炭量占当年全球煤炭消耗总量的 83%，这六个国家CO2温室气体的排放量也占到了当年全球CO2排放量的70%。
产生电力是煤炭消耗的最重要途径之一。
从2008年的数据可以看出，全球电力部门发电燃烧的煤炭量将近占全年世界煤炭消耗总量的三分之二。
因此，世界各国开始关注一次能源在产生电力方面的替代，并积极调整以燃煤发电为主的能源结构，大力研究开发和利用可再生能源发电技术，新型的能源发电技术和节能技术也在全球范围内迅速发展起来，可再生能源在整个能源消耗中所占的比例必然会逐步地提高，这对人类社会可持续发展有着十分重要的意义。
对于中国来说，能源短缺与环境恶化的问题显得更为严峻。
为了满足迅速膨胀的工业和城市的电力需要，我国对电力的需求量变得越来越大。
据 2007年6月报道中国平均每天都有两个新电站竣工，同时国家发展和改革委员会能源局透露，2010年我国的电力装机总容量超过了8.4亿千瓦。
然而，当前我国将近四分之三的电力来自燃煤的火力发电厂。
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古雯雯（华北电力大学能源与动力工程学院，北京，102206）Trend and Current Status of Solar Parabolic Trough Power Generation TechnologyGU Wenwen( Department of energy and power engineering, North China Electric PowerUniversity,Beijing,102206)ABSTRACT: Solar parabolic trough power generation is an important technology to utilize solar energy in large scale. Starting with introducing the development background of solar thermal power generation, this survey expounded the basic principle and application state of the parabolic trough power generation. Several key techniques were analyzed specially, including the progress of the support structure, reflector, receiver, Thermal Storage, direct steam generation (DSG) and integrated solar combined-cycle system (ISCCS). The research progress in China was also briefly introduced. Combined with the situation of our country, it was pointed out that parabolic trough power generation is the most suitable technology which should be developed as the priority technology. At the same time, ISCCS can be an important way of developing solar energy in China.KEY WORDS：Solar parabolic trough power generation; trend; DSG; ISCCS摘要：槽式太阳能热发电技术是大规模开发利用太阳能的一个重要途径。
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势1、槽式太阳能热发电技术的研发背景能源是人类生存和发展的重要物质基础，更是社会经济发展的动力源泉。
在当今世界的能源结构中，人类利用的能源是以煤炭、石油和天然气为主的化石能源。
在 2008 年世界主要能源需求比例中，煤炭、石油和天然气的需求量占了能源总需求量的 75%以上。
然而这些常规能源是一次性不可再生能源，其蕴藏量十分有限，随着开采量和使用量的急剧增加而逐渐枯竭，预计到2020 年世界一次能源消费总量将达到 200-250 亿吨标准煤。
与此同时，化石能源燃烧不可避免地产生大量二氧化碳等温室气体，导了全球生态环境的严重污染和破坏。
随着世界能源匮乏与环境恶化日益加剧，开发新的能源利用方式，充分利用清洁能源，逐步改变以煤、石油为主的能源结构，将会成为全球性的研究问题。
世界各国的煤炭需求情况，2008年中国、美国、印度、俄罗斯、欧盟和日本消耗的煤炭量占当年全球煤炭消耗总量的 83%，这六个国家CO2温室气体的排放量也占到了当年全球CO2排放量的70%。
产生电力是煤炭消耗的最重要途径之一。
从2008年的数据可以看出，全球电力部门发电燃烧的煤炭量将近占全年世界煤炭消耗总量的三分之二。
因此，世界各国开始关注一次能源在产生电力方面的替代，并积极调整以燃煤发电为主的能源结构，大力研究开发和利用可再生能源发电技术，新型的能源发电技术和节能技术也在全球范围内迅速发展起来，可再生能源在整个能源消耗中所占的比例必然会逐步地提高，这对人类社会可持续发展有着十分重要的意义。
对于中国来说，能源短缺与环境恶化的问题显得更为严峻。
为了满足迅速膨胀的工业和城市的电力需要，我国对电力的需求量变得越来越大。
据 2007年6月报道中国平均每天都有两个新电站竣工，同时国家发展和改革委员会能源局透露，2010年我国的电力装机总容量超过了8.4亿千瓦。
然而，当前我国将近四分之三的电力来自燃煤的火力发电厂。
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。
太阳能热发电技术的发展现状与未来趋势
太阳能热发电技术的发展现状与未来趋势太阳能热发电技术，作为一种利用太阳能转化为电能的可再生能源形式，近年来取得了令人瞩目的发展。
本文将探讨太阳能热发电技术的现状以及未来的发展趋势。
首先，让我们回顾太阳能热发电技术的发展历程。
太阳能热发电技术最早可以追溯到19世纪末和20世纪初。
当时，人们发现将太阳能集中到一个点上可以产生高温，从而用来驱动蒸汽发电机。
随着技术的进步，热发电设备逐渐变得更加高效和可靠。
然而，由于成本的限制以及对燃料的依赖，太阳能热发电技术在相当长的时间内并没有得到广泛应用。
然而，随着对可再生能源和环境保护的重视，太阳能热发电技术在过去几十年里经历了飞速的发展。
如今，太阳能热发电技术已经成为可再生能源领域最具潜力的应用之一。
目前，有几种不同的太阳能热发电技术得到了广泛应用，包括塔式太阳能热电站、抛物线槽式太阳能热电站和透平太阳能热电站等。
塔式太阳能热电站是目前最为常见的太阳能热发电形式之一。
它采用锥形塔结构，通过一系列的镜面将太阳光集中到塔顶的接收器上。
接收器中的工作流体被加热转化为蒸汽，然后驱动涡轮机发电。
这种技术具有高效率和稳定性的优点，并且可以在无阳光的情况下存储热能，以保证连续发电。
目前，塔式太阳能热电站已经在世界各地建设并投入运营，为可再生能源的利用做出了重要贡献。
抛物线槽式太阳能热电站是另一种常见的太阳能热发电技术。
它利用一系列抛物面镜面将阳光聚焦到集热管上，集热管中的工作流体被加热转化为蒸汽，然后通过传统的蒸汽发电机发电。
这种技术适用于小规模的应用，如工业加热和供暖等，具有较高的灵活性和适应性。
透平太阳能热电站则是一种较新的太阳能热发电形式。
它通过太阳能中的红外辐射直接将光能转化为机械能，然后再转化为电能。
透平太阳能热电站具有高效率和可持续的特点，对于太阳能资源稀缺的地区来说具有重要意义。
未来，太阳能热发电技术仍然面临着一些挑战和机遇。
其中，降低成本是一个重要的目标。
目前，太阳能热发电技术的成本还相对较高，限制了其在市场上的竞争力。
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。
浅谈太阳能槽式光热发电系统技术发展趋势
目前，随着世界的不断发展，人们的环保意识也逐渐开始提高，以传统能源为基础的工业对人们的日常生活带来了越来越严重的影响，为此人们也正在寻找新的能源进行部分替代和全部替代传统能源的尝试。
太阳能无疑是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，世界各地也正在如火如荼地研究和商业化运行各种太阳能发电站，其中太阳能光热发电对比与太阳能光伏发电因为其能够进行热存储，实现24小时不间断发电，所以受到了世界各地太阳能研究机构和新能源公司的青睐。
以太阳能槽式光热发电系统为代表的发电技术更是遍地开花，商业化运行已经非常成熟。
随着太阳能槽式光热发电系统技术的不断发展，降低成本，提高系统效率已经成为了推动该技术不断发展的不竭动力，至此，新一代的太阳能槽式光热发电系统技术也正在悄悄的成为新的主力军。
1传统的太阳能槽式光热发电系统技术传统的太阳能槽式光热发电系统技术（如图1），是以导热油为代表的热载体，利用抛物线的光学原理，聚集太阳能，然后将太阳能汇集到集热管上，集热管中的导热油会吸收太阳的能量，导热油会在太阳能集热场的流动过程中，温度从290℃逐渐被加热到390℃，然后流出太阳能集热场。
被加热后的高温导热油一部分流入蒸汽发生器与水换热，然后流回太阳能集热场，而换热的水变成375℃的水蒸气推动蒸汽轮机发电；另一部分高温导热油则通过热交换器与熔盐进行换热流回太阳能集热场，而换热后的高温熔盐将储存在高温熔盐罐中，待夜间无日照时与导热油换热用于夜间蒸汽汽轮机发电。
图12新一代的太阳能槽式光热发电系统技术新一代的太阳能槽式光热发电系统技术（如图2），是以熔盐为代表的热载体，利用抛物线的光学原理，聚集太阳能，然后将太阳能汇集到集热管上，集热管中的熔盐会吸收太阳的能量，熔盐会在太阳能集热场的流动过程中，温度从290℃逐渐被加热到550℃，然后流出太阳能集热场。
被加热后的高温熔盐流入储热系统中的高温熔盐储罐中，其中一部分高温熔盐会从高温熔盐储罐中流出在蒸汽发生器与水换热，然后流回储热系统中的低温熔盐储罐中，而换热的水变成375℃的水蒸气推动蒸汽轮机发电；另一部分高温熔盐则留在高温熔盐储存在高温熔盐罐中，待夜间无日照时继续输出换热用于夜间蒸汽汽轮机发电。
槽式光热电站效率提升分析
槽式光热电站效率提升分析
槽式光热电站是一种利用太阳能进行发电的新型能源设备。
目前，槽式光热电站的效率正在不断提升，以下将从三个方面来分析其效率提升的原因。
一、集热效率的提高
槽式光热电站的发电效率受到其集热效率的影响。
随着新材料的涌现和技术的不断更新，槽式光热电站的集热效率在不断提高。
传统的槽式光热电站是利用镜面反射太阳光线来集热的，这种方式效率较低，因为精密的反射面易受到风、雨等环境因素的影响，同时反射损失也较大。
新一代槽式光热电站使用的则是聚光镜面。
这种新型材料的反射效果较好，采用聚光镜面的槽式光热电站能够将反射损失降至最小，提高其集热效率。
除了集热效率的提高，槽式光热电站的发电效率也在不断提高。
传统的槽式光热电站是采用蒸汽轮机来发电的，这种方式存在着一些问题，例如低效率、占地面积大、对水资源的依赖等。
现在，槽式光热电站的发电方式已经得到了改良，采用最新的发电技术，例如光伏转化和热电转化。
这种技术能够将储存在热能中的能量直接转换成电能，提高了槽式光热电站的发电效率。
综上所述，随着新技术的推出，槽式光热电站的效率正在不断提升，这将为人类提供更多的清洁能源。
槽式太阳能集热发电系统发展状况
摘
要 : 本文简要介绍了槽式太阳能集热发电系统的组成、关键技术、国外应用现状及国内研发
状况。基于包括槽式太阳能系统在内的太阳能光热发电技术今后必然会在中国得到大力发展这样一个 预期，本文作者根据自身的实际工程经验对未来中国的商业化规模的槽式太阳能热发电系统的工程设 计提出了自己的建议。 关键词 : 可再生能源 ; 槽式 ; 太阳能集热发电 中图分类号 : TK51 文献标识码 : A 文章编号 : 1674-4969(2009)04-0314-05
陈超等：槽式太阳能集热发电系统发展状况
317
2006 年美国在内华达州建造了一座装机容量 为 64 MW 的槽式太阳能热发电站 SOLAR-1，该 电站在设计中广泛采纳和吸收了 SEGS 电厂多年 的运行经验来提高效率和可靠性。通过改善后的 装置，电站只需要有 30 分钟的储热装置和 2%的 天然气作为辅助能源。 除了上述一些已建成的槽式太阳能热电厂 外，目前欧洲和美国正在建设一批改进的，性能 更加优越的槽式太阳能热发电系统。2008 年 6 月 3 日，美国 eSolar 公司 宣布将建立一个功率达 245MW 的太阳能热发电厂， 该电厂将建于南加利 福尼亚 Antelope 河谷，预计于 2011 年开始运行。 该太阳能热发电系统将通过软件控制日光反射装 置，以最大程度地接收太阳能。国际能源署 (IEA) 在 2000 年发起一项国际合作计划， 目标是在 2015 年前建设 5000 MW 太阳能热电站。在该计划中， 已经建成和计划建设的项目包括：阿尔及利亚、 埃及、墨西哥、摩洛哥、印度等国 30 MW，伊朗 60 MW，南非 100 MW，西班牙 600 MW，以色列 500 MW 以及美国 3000 MW 太阳能热发电站。其 中，除南非的太阳能热发电厂为塔式外，其他都 将采用槽式。在德国政府支持下，德国能源部门 联合埃及、阿尔及利亚和约旦的能源部门于 2006 年完成了 TRANS-CSP 规划。TRANS-CSP 规划的 目标是要在 2050 年前，在中东和北非建设多个太 阳能热电站，将电力通过直流高压线送到欧洲。该 规划中的太阳能热发电厂的总装机容量将达 102 GW，年发电量为 707 TWh。 中国对太阳能热发电技术的研究起步较晚，因 而对于美国加州 SEGS 槽式太阳能热发电站的成 功运行给予了广泛关注，并曾计划引进该类机组 在西藏拉萨建设一座槽式太阳能热发电站。国家 “八五”计划也安排了小型部件和材料的攻关项 目。目前，中国对太阳能热发电技术的研究给予 了相当大的重视， “ 十一五 ” 计划安排了数十亿资 金以开发太阳能热发电技术。中国科学院工程热 物理研究所和电工研究所进行了一些部件和材料 的研究。近年来，随着一些有研究开发实力的工
槽式太阳能热电站光污染问题分析
槽式太阳能热电站光污染问题分析1. 引言1.1 槽式太阳能热电站概述槽式太阳能热电站是一种利用镜面反射技术集中太阳光线，将光能集中在集热器上产生高温的太阳能热发电设备。
其工作原理是通过集中反射镜将太阳光线聚焦到集热器上的热管或熔盐媒体中，使其升温并传递给工质，驱动透镜发电机或蒸汽发电机发电。
槽式太阳能热电站具有高效、可持续、清洁的特点，是目前发展较为广泛的太阳能发电技术之一。
槽式太阳能热电站借助集中透镜技术，可实现高温、高效的能量转换，具有较高的能源利用效率。
其模块化设计和便于集成的特点使其在大规模发电领域具有较大的应用潜力。
通过对太阳能充分利用，可以减少对传统能源的依赖，减少温室气体的排放，有利于环境保护和可持续发展。
1.2 光污染定义光污染是指人类活动产生的过量光线对周围环境和生态系统造成的干扰和破坏的现象。
光污染导致了夜间光照度过高，破坏了动植物的生物节律，同时也影响了人类的生活质量和健康。
光污染还会对夜间观星、动物迁徙、植物生长等自然生态系统造成不可逆的影响。
光污染的主要来源包括城市照明、交通照明、广告灯箱、夜间施工等。
这些人为活动产生的过量光线会扩散到周围环境，形成光雾、光晕等光污染现象。
在城市化进程加快的今天，光污染已经成为严重的环境问题。
对于槽式太阳能热电站来说，光污染也是一个重要的问题。
太阳能热电站需要大量的光线来产生电力，如果遭受光污染影响，不仅会影响电力的产生效率，还可能给周围环境带来不利影响。
如何有效管理和控制光污染对于槽式太阳能热电站的可持续发展至关重要。
2. 正文2.1 槽式太阳能热电站光污染现状光污染主要表现在两个方面：一是夜间光污染，即槽式太阳能热电站发出的强光照射周围环境，影响周围居民的休息和生活；二是白天光污染，即太阳能反射板反射的阳光产生刺眼的光线，影响周围交通和民众的视线。
目前，槽式太阳能热电站光污染问题主要集中在一些规模较大的发电站，特别是城市周边和人口密集地区。
太阳能光热发电技术的发展现状与未来趋势分析
太阳能光热发电技术的发展现状与未来趋势分析近年来，随着全球对绿色能源的需求不断增加，太阳能光热发电技术逐渐成为一种备受关注的清洁能源发电方式。
它利用太阳能的辐射能将光能转化为热能，再将热能转化为电能，同时在能源转化过程中无二氧化碳的排放。
本文将从历史发展、现状以及未来趋势等方面进行探讨。
首先，从历史发展的角度来看，太阳能光热发电技术可以追溯到上世纪六十年代。
那时太阳能热电站主要采用集热器将太阳能转化为热能，再利用热发电机组将热能转化为机械能，最后再通过发电机将机械能转化为电能。
这种技术规模较小，效率较低。
随着技术的不断进步，现代太阳能光热发电技术逐渐成熟。
现如今，国际上主要应用的太阳能光热发电技术主要有塔式、槽式和盘式三种。
其中，塔式太阳能热电站通过集热塔将太阳能集中，再利用锅炉将水加热为蒸汽，从而带动汽轮机发电。
而槽式太阳能热电站则利用大面积的平面集热器将太阳能集中到镜面槽内，从而加热工质转化为电能。
目前，全球范围内太阳能光热发电技术的装机容量也在不断增加。
西班牙的普拉多尔斯高塔式太阳能热电站、美国的伊凯热发电站、中国的德令哈393光热发电项目等都是典型的代表。
不仅如此，一些国家还推出了太阳能光热发电的补贴政策，进一步推动了该技术的发展。
然而，太阳能光热发电技术在发展中也面临着一些挑战。
首先是技术成本的问题。
目前，太阳能光热发电技术的成本相对比较高，主要是由于集热器、锅炉以及转化设备等部件的制造成本较高。
其次是存储与输送问题。
太阳能光热发电技术需要大量的热储存设备，以保证24小时稳定供电，而这也增加了系统的复杂性和成本。
另外，太阳能光热发电的输送距离受限，需要与电网进行连接，这也带来了一定的挑战。
然而，随着技术的进步与创新，太阳能光热发电技术在未来仍然有着广阔的发展前景。
首先，在技术成本方面，人们可以通过提高制造工艺和技术水平，减少成本。
例如，一些国家已经开始采用新材料和新工艺生产集热器，提高了集热器的效率并降低了成本。
槽式光热电站效率提升分析
槽式光热电站效率提升分析槽式光热电站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设备。
目前，随着环保理念的普及和可再生能源的重要性逐渐被认识，槽式光热电站成为了备受关注的领域之一。
槽式光热电站在效率方面依然存在一定的提升空间。
本文将对槽式光热电站效率提升进行分析，并提出相应的改进方案。
槽式光热电站的基本原理是利用镜面对太阳光进行聚焦，将阳光能够聚焦到集热管上，将液态工质加热后通过管路输送至蒸汽发生器，再由蒸汽发生器产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。
而在这一过程中，提高槽式光热电站的效率是一个重要的课题。
需要了解槽式光热电站的效率。
槽式光热电站的效率主要包括光-热转换效率、热-电转换效率和总体效率。
光-热转换效率是指光能转化为热能的效率，热-电转换效率是指热能转化为电能的效率，总体效率则是这两个效率的综合表现。
目前，槽式光热电站的总体效率一般在15%~20%左右，而且这还是在理想状况下的数据，实际情况中效率可能会更低。
分析槽式光热电站效率低的原因。
槽式光热电站效率低的原因主要包括镜面反射率低、集热管传热效率低以及储热系统效率低。
镜面反射率低会导致太阳能光能的损失，降低光-热转换效率；集热管传热效率低会导致热能的散失，降低热-电转换效率；而储热系统效率低则直接影响整个系统的工作效率。
基于以上分析，提高槽式光热电站效率的关键在于改善镜面反射率、提高集热管传热效率和改进储热系统。
接下来，针对以上问题提出相应的解决方案。
针对镜面反射率低的问题，可以从材料的选择和工艺的改进入手，选择反射率高的镜面材料，并对镜面进行光学抛光和涂层处理，提高光能的反射率。
对于集热管传热效率低的问题，可以采用更高效的集热管设计和材料，提高传热效率。
对于储热系统效率低的问题，可以优化储热系统的结构和材料，减少热量的损失。
需要注意的是，提高槽式光热电站的效率并不是一蹴而就的事情，需要在工程实践中不断地试错、不断地改进。
需要在提高效率的兼顾成本和可靠性，确保改进方案的可行性和经济性。
槽式发电系统在西北地区的发展
双回路系统的特点为集热系统和发电系统在两个不同的循环回路中，热传输流体在太阳能集热场中被加热后，经过热交换器将热传给另一侧发电系统中的流体，以产生蒸汽，推动汽轮机发电，而放热后的热传输流体则进入太阳能集热场继续被加热。
三、槽式太阳能热发电系统的特点
槽式线聚焦发电系统特点是聚光集热器由许多分散布置的槽型抛物面镜聚光集热器串联、并联组成。载热介质在单个分散的聚光集热器中被加热或形成蒸汽汇集到汽轮机：或者汇集到热交换器，把热量传递给汽轮机回路中的工质。
聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池、旁路二极管和散热系统等。聚光太
图1聚光太阳能接收器
阳能电池是将光能转换为电能的器件，与普通的太阳能电池相比，聚光太阳能电池接收到的能流密度是普通太阳能电池的几十到几百倍，这就需要聚光电池的电阻尽量小，以减少功率损耗，同时要设计适合采集高电流密度的电池栅线。目前国际上聚光电池主要有硅聚光电池和III-V族多结聚光电池两种。硅聚光电池价格便宜，效率稍低，但聚光倍率低，一般不超过300倍；III-V族多结聚光电池价格昂贵，效率高，聚光倍率通常在200倍以上。图2给出了聚光太阳能电池与普通太阳能电池效率的发展历程。和普通太阳能电池一样，聚光太阳能电池的峰
四、槽式太阳能热发电系统的工作原理
利用线性聚焦的抛物面槽技术，由太阳辐射作为一次能源的中压、朗肯循环蒸汽发电系统。系统中的太阳能收集器场装有相当数量的太阳能集热器组合单元，每个组合单元由若干槽式抛物面线聚焦集热器组成，装配成50至96米长的单元。由一台计算机分别控制这些组合单元跟踪太阳，使其全天都能将阳光准确的反射到集热钢管上。集热钢管内装有传热流体，先由反射的太阳辐射加热到391℃，然后输送到动力装置，在传统的热交换系统中把热量传递给水，将水加热成过热蒸汽，驱动汽轮机发电组发电。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
槽式太阳能热发电技术的现状及进展古雯雯（华北电力大学能源与动力工程学院，北京，102206）Trend and Current Status of Solar Parabolic Trough Power Generation TechnologyGU Wenwen( Department of energy and power engineering, North China Electric PowerUniversity,Beijing,102206)ABSTRACT: Solar parabolic trough power generation is an important technology to utilize solar energy in large scale. Starting with introducing the development background of solar thermal power generation, this survey expounded the basic principle and application state of the parabolic trough power generation. Several key techniques were analyzed specially, including the progress of the support structure, reflector, receiver, Thermal Storage, direct steam generation (DSG) and integrated solar combined-cycle system (ISCCS). The research progress in China was also briefly introduced. Combined with the situation of our country, it was pointed out that parabolic trough power generation is the most suitable technology which should be developed as the priority technology. At the same time, ISCCS can be an important way of developing solar energy in China.KEY WORDS：Solar parabolic trough power generation; trend; DSG; ISCCS摘要：槽式太阳能热发电技术是大规模开发利用太阳能的一个重要途径。
本文从了解太阳能热发电的发展背景出发，阐述了槽式热发电的基本原理以及应用现状，着重分析了槽式热发电所涉及的关键技术，包括集热器支架、反射器、吸收器、蓄热技术、直接蒸汽产生和整体太阳能联合循环（ISCCS）的进展。
并简要介绍了我国目前技术发展的现状，结合我国国情，指出大规模开发利用我国太阳能适合优先开发槽式太阳能热发电系统，同时可将发展ISCCS作为一个重要的开发途径。
关键词：槽形太阳能热发电；进展；直接蒸汽产生；整体太阳能联合循环1．引言我国太阳能资源丰富，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。
太阳能资源的理论储量达每年17000亿吨标准煤，约等于数万个三峡工程发电量的总和[1]。
因而利用太阳能发电、发展阳光经济是满足我国急速增长的电力需求、减轻环境压力、实现能源多元化的战略途径之一。
太阳能热发电是把太阳辐射能转换成电能的发电技术。
它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，其基本组成与常规发电设备类似。
与人们常提到的光伏发电相比，具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。
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。
槽式热发电无论在商业上还是技术上都是最为成熟的系统，因此本文着重介绍槽式热发电系统的应用现状与技术进展。
2．关键技术及进展槽式太阳能热发电是将多个抛物槽式集热器经过串并联的排列，通过汇聚太阳光而产生高温，加热工质，产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电的系统。
因此槽式系统主要包括：大面积抛物槽聚光器、跟踪装置、热载体、蒸汽产生器、蓄热系统和常规循环蒸汽发电系统。
2.1抛物槽式集热器2.1.1简介抛物槽集热器（PTC）是系统的核心，这里所指的抛物槽集热器其抛物线可由Z=x2/4f来描述，f代表抛物线焦点的方位，特别是焦点线与抛物线顶点的距离[2]。
每个集热器都是一个由反射器（镜子）、金属支架、吸收管、跟踪装置（驱动、传感器和控制器）组成的独立的太阳能抛物槽式集热装置。
而一个太阳能场则由上百个或上千个集热装置组成。
每一个组成部分的发展，都可能使太阳能热发电降低生产成本提高市场竞争力。
其结构如图1所示。
图1 抛物槽集热器示意图Fig.1 Schematic drawings of PTC抛物槽集热器（PTC）聚光部分是由弯曲成Fig.1抛物面的反射材料薄片制成的。
吸收器一般采用双层管结构，黑色金属管外置一个玻璃套管，管内为热载体，两管之间为真空以减少热量损失。
吸收器被置于反射面焦线上，当抛物反射面向着太阳，平行光被反射至吸收管从而加热管内热载体。
热载体可以是水蒸气、油或熔盐。
温度一般在400℃左右。
通常情况下采用单轴跟踪系统，并由此连接成更长的集热器模块。
集热器可朝东西向放置，由北向南跟踪太阳，也可朝南北放置，自东向西跟踪太阳。
前者的优势是一天中只需要很小的调整，且中午正向太阳，但早晚时间由于入射角很大（余弦损失）使得集热器性能下降。
南北向放置时情况恰恰相反。
从一年的情况来看，南北水平放置的槽式场比东西水平放置的收集能量略微低一点，但南北场在夏季收集能量多，冬季少。
东西场情况相反，但却能提供更稳定的年输出量。
因此，朝向的选择取决于实际应用或是否在夏季或冬季需要较高的能量。
2.1.2技术进展a新型框架设计美国加州南部的9个商业太阳能发电系统SEGS（Solar Electric Generating System）中，最终的集热器设计是LS-3，在它基础上的变化类型，即集热器略微倾斜的类型被西班牙热发电研发中心PSA用于测试直接蒸汽产生系统。
尽管LS-3运行良好（具有较高的跟踪有效性），但热性能和可维护性不及LS-2。
LS-3是为降低成本，在LS-2的基础变换而来的，而成本的降低势必对性能和可维护性带来影响。
下面给出一些正在研究中的新的集热器设计（图2）：Euro Trough是欧洲公司与研究试验室协会开发设计的新一代槽式集热器。
结合了使LS-2具有连接优势的扭力管设计和使LS-3降低成本的捆绑设计，增设了扭力盒。
该设计使得扭矩降低，运行时结构弯曲，性能更趋完善。
由于组成部件的变化减少、结构重量减轻，成本预计降低10%，而性能较LS-3提高3%。
其结构形式由轴式单元发展为衍架式单元，聚光器单列长度由100m增长为150m，从而可以带动更长的聚光器阵列。
Duke Solar是由LS-2改良设计的全铝空间结构。
结构特性、重量、制造工艺、抗腐蚀能力、制造成本和安装方面都优于LS-2。
另外要着重说明的是，该设计强调制作简单，必需部件的数量最小化，更易于安装。
工业太阳能技术（IST）用电镀钢结构代替铝结构，用镀银玻璃代替铝处理的聚合反射器，升级了集热器场的计算机控制器和选择性吸收涂层，使得集热器整体成本降低15%性能提高12%，运输能量成本则下降达25% [2]。
b反射器的发展SEGS电厂中LS-3使用的是由FSI(Flabeg Solar International)生产的反射器。
材料为4mm的低铁浮法玻璃，对太阳的透射率为98%，在特制的烤箱中加热到一定温度，制成截面为抛物线形的平面，背后镀银，之后覆盖保护层，用瓷垫和特殊粘合剂将镜子粘在集热器结构上。
高性能的玻璃可保证多于98.5%的光线被反射至吸收管。
SEGS电厂15年的运行经验证明这种镜子性能良好，很少发生事故，但由于缺乏防风保护，在迎风面会出现故障，造成破碎。
对玻璃镜反射器替代品的研究已有超过15年的历史。
NREL（National Renewable Energy Laboratory）从八十年代开始研究聚合体反射器，聚合体的优势在于重量轻、可弯曲性好和成本低廉。
但迄今为止，还没有某种材料证实可以在成本、性能和寿命方面满足商业槽式电厂发展要求。
薄玻璃镜的持久性与玻璃反射器相同，重量较轻，但却易碎。
增加了处理费用和破坏损失。
其最初的太阳反射比为93.96%，成本为15-40$/m2，其它各方面性能还在测试过程之中。
3M是正在发展中的非金属、薄膜反射器。
使用多层辐射薄膜技术，使得表面对于可见光有全面的反射能力，在可见光波段反射率可达约99%，并由于没有金属反射层而避免了腐蚀。
现阶段，其在部分波段上展示出了很好的反射能力，但在紫外线照射持久性上仍存在问题，目前的研究主要集中在紫外线筛选层和提高室外持久力的保护层上。
Reflec Tech和NREL联合开发了一种碾压反射材料，以镀银聚合体为基础外压紫外线筛选层以提高室外持久性。
目前NREL已完成了在水腐蚀方面的测试，其他方面还在进展之中。
另外还有超薄玻璃镜子、铝处理反射面和Flabeg厚玻璃等等新型反射面都在开发测试之中，耐久力、可清洗性、反射率和成本等指标方面各有千秋，仍在不断完善之中。
c吸收器的发展吸收器是Luz抛物槽式集热器设计取得高效能的重要因素，也可称为热收集部件（HCE）。
HCE的双层管结构中，外部玻璃套管外直径为115mm，内部为覆有选择性吸收涂层的金属陶瓷表面纯钢管。
两者之间抽真空以减小热损失。
这种吸收器性能良好，但每年故障率很高，接近4%-5%。
出现的故障主要包括失去真空、玻璃套管破裂和选择性吸收涂层退化（一般是在前两种故障发生后，由于接触氧气而造成的）。
目前，以色列Solel公司（前身为Luz公司）研制了新型吸收管Solel Universal Vacuum （UVAC），改进了选择性吸收涂层，加强在太阳低辐射角度时玻璃与金属密封处的保护，改良金属陶瓷工艺，从而有效防止了氧化发生，大大提高了吸收器的性能和可靠性。
图3 吸收管结构示意图Fig. 3 Heat collection element .HCE.德国Schott公司对高温真空管作了改进：一是为防止两端温度过高影响封接质量，在局部增加了太阳辐射反射圈；二是力求最大限度减少遮光面积，使真空管有效利用长度大于96%；三是调整相关玻璃材料配方, 使可伐与玻璃管封接得更好[3]。