碟式太阳能热发电系统
基于碟式太阳能热发电系统的热电联供技术研究
基于碟式太阳能热发电系统的热电联供技术研究引言：能源危机和环境保护是当今全球面临的重大挑战。
解决这些问题的关键之一是开发可再生能源，如太阳能。
太阳能发电是一种环保、可持续的能源选择，但传统太阳能电池在转化效率和稳定性方面仍然面临一些问题。
因此，研究人员一直在寻找新的途径来提高太阳能的利用效率。
本文将着重介绍基于碟式太阳能热发电系统的热电联供技术研究。
1. 碟式太阳能热发电系统的原理碟式太阳能热发电系统又被称为太阳碟发动机，其基本原理是将碟式聚光器（集热器）利用太阳能将光能聚焦在一个小区域上，使得该区域能量密度极高，并通过吸热转化为热能。
碟式聚光器通常由多个镜片组成，可以跟踪太阳运动以最大程度地吸收太阳能。
通过驱动发电机或蒸汽涡轮，将热能转化为电能，实现太阳能的高效利用。
2. 碟式太阳能热发电系统的优势与传统的平板太阳能电池相比，碟式太阳能热发电系统具有以下几个优势：（1）高效：碟式聚光器将太阳能聚集在一个小区域内，光线密度大大提高，可以实现较高的转换效率。
（2）稳定性：由于碟式太阳能热发电系统可以自动跟踪太阳运动，因此可以在不同时间、不同角度下都能够吸收到最大量的太阳能，这使得系统的稳定性更高。
（3）灵活性：碟式聚光器可以根据需求进行调整，以适应不同聚光倍率和功率要求，从而满足各种应用场景的需求。
3. 碟式太阳能热发电系统的应用（1）热电联供系统：碟式太阳能热发电系统可以同时产生电能和热能。
在热电联供系统中，热能可以用于供暖、热水或其他加热需求，电能可以用于满足建筑物的电力需求。
这种方法不仅提高了能源利用效率，还减少了对传统能源的依赖。
（2）工业生产：碟式太阳能热发电系统可以应用于工业生产，例如太阳能热镀膜系统、太阳能热炉等。
这些系统可以利用太阳能提供高温热源，满足工业生产中的高温需求。
（3）农业应用：碟式太阳能热发电系统还可以被用于温室农业，提供充足的热能和电能，为植物的生长提供合适的环境。
4. 碟式太阳能热发电系统的研究进展当前，关于碟式太阳能热发电系统的研究主要集中在以下几个方面：（1）改进聚光器设计：研究人员正在改进碟式聚光器的材料和结构，以提高其聚光效率和耐候性。
蝶式太阳能热发电系统的技术资源整合与共享机制
蝶式太阳能热发电系统的技术资源整合与共享机制在全球范围内，对可再生能源的需求日益增长。
太阳能作为最为丰富和永久性的可再生能源之一，凭借其清洁、可再生、可持续的特点，成为人们重要的能源选择。
在太阳能利用的各个领域中，太阳能热发电系统具有广泛的应用潜力。
蝶式太阳能热发电系统是一种利用高温蝶式反转器将太阳能热转化为电能的新型发电系统。
它通过蝶式反转器将太阳能热能转化为机械能，然后再经由发电机装置将机械能转化为电能。
与传统的太阳能发电系统相比，蝶式太阳能热发电系统具有更高的转化效率和更广泛的适用性。
然而，蝶式太阳能热发电系统的发展面临着一系列的挑战。
其中之一就是技术资源的整合与共享问题。
为了克服这一问题，我们需要建立一个有效的技术资源整合与共享机制，从而促进蝶式太阳能热发电系统的快速发展。
首先，建立技术资源整合平台是实现技术资源整合与共享的关键。
该平台应该包括太阳能热发电系统的研究机构、生产企业、技术专家和政府部门等相关利益方。
通过平台的建立，可以促进不同领域和利益方之间的合作与交流，共同研发和推广蝶式太阳能热发电系统。
其次，制定相关的技术资源共享政策和规范是确保技术资源整合与共享有效进行的重要手段。
这些政策和规范应该包括技术资源共享的原则、流程和标准等内容。
同时，相关的激励措施也应该被采取，以鼓励研究机构和企业将自己的技术资源开放共享。
此外，加强技术资源的共享与交流也是实现技术资源整合与共享的重要途径。
可以通过组织技术培训和交流会议等活动，让各个相关利益方之间进行深入的交流与合作。
在交流与合作的过程中，可以促进技术资源的共享和创新，提高蝶式太阳能热发电系统的整体技术水平。
此外，建立技术资源共享数据库也是实现技术资源整合与共享的重要举措。
这个数据库可以记录和存储各个相关利益方提供的技术资源信息，包括研究成果、专利技术和实践经验等。
这样做不仅可以方便技术资源的查找和利用，而且还可以促进技术资源的共享和交流。
碟式斯特林太阳能热发电系统1
碟式斯特林太阳能热发电系统
汇报说明
一、碟式斯特林太阳能发电系统系统概述
碟式斯特林太阳能热发电系统包括聚光器、接收器、热机、支架、跟踪控制系统等主要部件。
系统工作时,从聚光器反射的太阳光聚焦在接收器上,热机的工作介质流经接收器吸收太阳光转换成的热能,使介质温度升高,即可推动热机运转,并带动发电机发电。
斯特林热发电系统的效率非常高,最高光电转换效率可达30%，其单机容量较小,一般在5～25kW之间,适合建立分布式能源系统,特别是在农村或一些偏远地区具有更强的适应性。
二、华电电科院开展的碟式斯特林太阳能发电项目介绍
华电电科院计划在青海格尔木建设一个98kWp（10台10kW）的斯特林光热电站，嵌入到在整个10MW光伏电站中。
每台斯特林发电系统都配有整流器，将输出的400V/50Hz的交流电整流成直流电，如图所示，然后10台为一组配逆变器，将输出电能逆变成符合电网要求的交流电，最后通过变压器将电压升直10kV，送入高压电网。
三、与华电电科院合作前景
碟式斯特林热发电系统的发电效率是光伏发电的2倍左右，成本约4万元/千瓦，实现国产化后，成本可降到2万元/千瓦，届时成本和光伏相当，而其发电量是光伏的2倍，按目前国家实行的1元/kWh上网电价，其利润较光伏发电高很多，应用前景广阔。
目前，华电电科院已经和瑞典厂家签订了12台斯特林发电机购买协议，其中10台用于在青海格尔木建设一个98kW的光热电站，另外2台放在其负责的国家能源局分布式能源中心研究核心部件的国产化技术。
集团公司拥有良好的机械加工基础，可以和华电电科院共同开展斯特林发电机的国产化合作，抢占国内光热发电市场。
蝶式太阳能热发电系统对全球能源结构的影响及可持续发展的意义
蝶式太阳能热发电系统对全球能源结构的影响及可持续发展的意义摘要：蝶式太阳能热发电系统是一种以高效利用太阳能为基础的新型能源技术。
本文将探讨蝶式太阳能热发电系统的工作原理和特点，并分析其对全球能源结构的可能影响。
同时，本文还将讨论蝶式太阳能热发电系统对可持续发展的意义，并提出一些相关的建议。
1. 引言随着全球对可再生能源的需求不断增长，太阳能成为了一种备受关注的清洁能源选择。
而蝶式太阳能热发电系统作为新兴的技术，具有高效利用太阳能的特点，其对全球能源结构的影响和可持续发展的意义备受关注。
2. 蝶式太阳能热发电系统的工作原理和特点蝶式太阳能热发电系统由一系列镜面反射器组成，用于太阳能的聚焦。
通过聚焦太阳能可以将其转换为高温热能，再进一步转化为电能。
相比于传统的光伏发电系统，蝶式太阳能热发电系统具有以下几个特点：1) 高能量转化效率：利用镜面反射器的聚焦作用，可以将太阳能的能源利用率大大提高，从而提高能量转化的效率。
2) 热能储存：蝶式太阳能热发电系统可以利用高温热能储存技术，将白天聚集的热能存储起来，以便夜间或低太阳辐射时使用，提高电能的可持续性。
3) 多功能应用：蝶式太阳能热发电系统不仅可以发电，还可以用于水的加热、蒸汽产生等其他领域。
3. 蝶式太阳能热发电系统对全球能源结构的影响蝶式太阳能热发电系统的广泛应用可能对全球能源结构产生积极的影响：1) 减少对传统化石能源的依赖：蝶式太阳能热发电系统作为一种清洁能源技术，可以减少对化石燃料等传统能源的需求，降低能源供应的风险。
2) 降低温室气体排放：由于蝶式太阳能热发电系统的碳排放量较低，广泛推广使用可以降低温室气体排放量，减缓气候变化的影响。
3) 能源供应的分散化：蝶式太阳能热发电系统可以分布在各个地区，将太阳能转化为电能，减少能源供应的集中性和地缘政治风险。
4. 蝶式太阳能热发电系统的可持续发展意义蝶式太阳能热发电系统的可持续发展意义包括以下几个方面：1) 提供清洁能源：蝶式太阳能热发电系统可以减少对传统能源的需求，提供清洁、可再生的能源，保护环境和生态系统。
碟式太阳能热发电系统的光热转换机制研究
碟式太阳能热发电系统的光热转换机制研究太阳能作为一种绿色、可再生的能源资源，受到了广泛关注。
随着对能源需求的不断增长，人们对太阳能利用的研究也在不断深入。
碟式太阳能热发电系统作为一种新型的太阳能利用技术，具备高效、节能、环保的特点，受到了学术界和工业界的关注。
碟式太阳能热发电系统主要由碟式反射器、锥形太阳能集热器、热传输介质和工作负载组成。
其中，碟式反射器是碟式太阳能热发电系统的核心部件，起到聚焦太阳光线的作用。
锥形太阳能集热器负责将太阳光线聚焦到焦点上，并将热能传递给工作负载。
热传输介质则起到传导热量的作用。
碟式太阳能热发电系统的光热转换机制主要包括吸收、传导、辐射和对流四个过程。
首先是吸收过程，太阳光线经过碟式反射器聚焦到锥形太阳能集热器上，集热器表面的吸收涂层吸收阳光中的热能。
吸收涂层通常采用高吸收率、低发射率的材料，以增强吸收效果。
吸收的热能随后通过传导过程传递到热传输介质中。
在传导过程中，热传输介质的温度逐渐升高，传导热量从高温到低温的地方。
为了提高传导效率，可以使用具有较高导热性能的介质，并设计合适的传热路径。
碟式太阳能热发电系统中的第三个过程是辐射。
当热传输介质受热后，其表面会产生热辐射，将热能以电磁波的形式辐射出去。
这部分辐射热量既可以通过空气传递，也可通过反射器和集热器传递给工作负载。
合理设计和优化反射器的形状和材料，可以减少辐射热量的损失。
最后一个过程是对流，当热传输介质表面温度较高时，周围的空气会受热膨胀，形成对流现象。
对流可以带走部分热量，降低热传输介质表面的温度。
因此，在设计碟式太阳能热发电系统时，应考虑对流的影响，提高系统的效率。
碟式太阳能热发电系统的光热转换机制研究不仅可以增加对该技术的理解，还有助于优化设计和提高系统的效率。
目前的研究工作主要集中在提高吸收涂层的吸收效率、优化传导和辐射的传热性能、减少对流损失等方面。
值得注意的是，碟式太阳能热发电系统的光热转换效率受到诸多因素的影响，如太阳辐射强度、大气温度和湿度等。
碟式太阳能热发电系统的系统动态响应与控制策略
碟式太阳能热发电系统的系统动态响应与控制策略随着全球对可再生能源的需求不断增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能热发电是一种利用太阳能将热能转化为电能的技术，而碟式太阳能热发电系统则是其中一种高效、节能的发电方式。
本文将对碟式太阳能热发电系统的系统动态响应与控制策略进行探讨。
首先，了解碟式太阳能热发电系统的基本原理是必要的。
碟式太阳能热发电系统由太阳能辐射收集器、传热材料、热交换器和发电机组成。
太阳能辐射收集器是系统中最重要的部件，它能够吸收太阳能辐射并将其转化为热能。
传热材料则接收热能并将其传递给热交换器。
热交换器将热能转化为机械能，并通过发电机将其转化为电能。
整个系统实现了太阳能到电能的高效转换。
在设计碟式太阳能热发电系统的控制策略时，需要考虑系统的动态响应。
系统的动态响应一方面与能量的收集、转移和转换效率相关，另一方面与系统的稳定性和抗干扰能力有关。
针对碟式太阳能热发电系统，我们可以从以下几个方面考虑控制策略。
首先，针对太阳能辐射的动态响应，可以采用光照追踪技术来实现系统的最优效率。
光照追踪技术可以根据太阳位置和云量等因素自动调整太阳能辐射收集器的角度，以获取最大的辐射能量。
此外，通过智能控制算法，还可以调整太阳能辐射收集器的面积，以适应不同光照条件下的能量收集需求。
这样一来，就能够实现系统对太阳能辐射的动态响应，提高能量收集效率。
其次，针对传热材料和热交换器的动态响应，可以通过流量控制和温度控制来实现。
通过合理调整传热材料和热交换器的流量，可以提高热能的传递效率，从而提高发电效率。
同时，通过温度控制，可以保持传热材料和热交换器的温度在合理范围内，防止过热或过冷的现象发生，并确保系统的稳定性和可靠性。
最后，对于发电机的动态响应和电能输出的控制，可以采用反馈控制策略。
通过实时监测发电机的转速和电能输出，可以对系统进行调节和优化，以实现最佳的发电效率。
此外，通过反馈控制可以提高系统对外界干扰的抵抗能力，确保电能稳定输出，并保护发电机免受过载等损坏。
碟式太阳能热发电系统的总体规划与布局设计
碟式太阳能热发电系统的总体规划与布局设计随着能源需求的不断增长和对可再生能源的关注，太阳能热发电系统成为一种受到广泛关注的清洁能源解决方案。
碟式太阳能热发电系统作为一种较新的技术，具有高效能源转换和灵活的布局特点。
本文旨在讨论碟式太阳能热发电系统的总体规划与布局设计。
1. 碟式太阳能热发电系统概述碟式太阳能热发电系统是一种利用太阳能将热能转换为电能的技术。
它基于碟式聚光器将太阳光线集中到接收器上，通过热力工质吸收太阳能并进行工质循环使发电机组产生电能。
相比于传统平板式太阳能热电系统，碟式系统具有更高的能量转换效率和更小的占地面积。
2. 总体规划碟式太阳能热发电系统的总体规划主要包括选择适宜的区域、确定设施规模和布局、以及与电网的连接计划。
首先，选择适宜的区域是关键。
考虑到太阳能资源的充足性和地形条件的便利性，应选择日照时间长、阳光充足的地区进行建设。
此外，地形应尽量平坦，以便安放太阳能碟片和相关设施，并提供最佳的碟片聚光效果。
其次，确定设施规模和布局。
根据需求和可用空间，确定碟式太阳能热发电系统的规模和数量，同时考虑到系统的可扩展性和后续运维需求。
为确保系统的高效运行，设施之间的布局应考虑最大程度的太阳能收集效率，避免遮挡和互相干扰。
最后，与电网的连接计划。
由于碟式太阳能热发电系统是一种分布式能源系统，与电网的连接非常重要。
在总体规划阶段，应考虑如何将系统的发电能力与电网的需求相匹配，并制定合理的电力调度和传输方案。
此外，也需要考虑系统的稳定性和可靠性，采取适当的备份和保护措施，以应对可能发生的故障和突发情况。
3. 设备布置和排列方式碟式太阳能热发电系统的设备布置和排列方式对系统的运行效率和空间利用率具有重要影响。
以下是几种常见的布置方式：首先，线性排列布局。
将碟式太阳能发电系统安排成一行或多行，并保持一定的间距。
这种布置方式适合较大的场地，能够更充分地利用太阳能资源，但也会占据较大的土地面积。
简析蝶式太阳能热发电系统与其他太阳能发电技术的区别与优势
简析蝶式太阳能热发电系统与其他太阳能发电技术的区别与优势蝶式太阳能热发电系统是一种新兴的太阳能发电技术，广受关注和研究。
它与其他太阳能发电技术相比，具有许多独特的区别和优势。
本文将对蝶式太阳能热发电系统和其他太阳能发电技术进行简析，从技术原理、发电效率、建设成本以及环境友好性等方面进行比较与评价。
首先，从技术原理的角度来看，蝶式太阳能热发电系统采用了光热转换技术，利用反射镜将阳光聚焦到一个集热器上，集热器中的工作流体被加热并转化为蒸汽，由蒸汽驱动涡轮机发电。
而传统的光伏发电技术则是通过将太阳能直接转化为电能，利用光伏电池板将太阳光转化为电流。
因此，蝶式太阳能热发电系统相对于光伏发电技术来说，在技术原理上更加复杂，但也更具有潜力和可扩展性。
其次，蝶式太阳能热发电系统在发电效率方面具有一定的优势。
由于利用了光热转换技术，蝶式太阳能热发电系统可以更高效地利用太阳能，转化为电能。
研究表明，蝶式太阳能热发电系统的发电效率可以达到40%左右，远高于光伏发电技术的平均效率。
同时，蝶式太阳能热发电系统可以利用蓄热技术，将多余的热能储存起来，以便在夜间或阴天继续发电，提高了系统的稳定性和可靠性。
在建设成本方面，蝶式太阳能热发电系统相对于光伏发电技术来说较高。
由于该系统涉及到复杂的反射镜、集热器和蒸汽涡轮等设备，建设和维护成本相对较高。
而光伏发电技术则相对简单，所需设备较少，建设和维护成本较低。
然而，随着技术的发展和推广应用，蝶式太阳能热发电系统的成本有望逐渐降低，使其更加具有竞争力。
此外，蝶式太阳能热发电系统相对于其他太阳能发电技术来说，在环境友好性方面具有一定的优势。
由于该系统不涉及对环境有害的物质的使用，不会产生有害废气和废渣等污染物，减少了对环境的负面影响。
与传统的化石能源相比，太阳能发电技术无疑是更加环保和可持续的能源选择。
综上所述，蝶式太阳能热发电系统与其他太阳能发电技术相比，具有独特的区别和优势。
它采用光热转换技术，具有较高的发电效率和良好的环境友好性，但在建设成本方面相对较高。
碟式太阳能热发电系统的冷却与散热技术研究
碟式太阳能热发电系统的冷却与散热技术研究摘要：碟式太阳能热发电系统是一种具有高效率和可再生特性的发电技术。
然而，由于系统在工作过程中产生大量热量，冷却与散热问题成为系统性能和寿命的重要考虑因素。
本文旨在研究碟式太阳能热发电系统的冷却与散热技术，以提高系统的效率和可靠性。
一、引言随着对可再生能源的需求日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式得到了广泛关注。
碟式太阳能热发电系统作为一种新型发电技术，具有高效率、低排放和不间断供电等优点，备受研究者关注。
二、碟式太阳能热发电系统的工作原理碟式太阳能热发电系统利用太阳能的热能转化为电能。
通过聚光镜将太阳光线聚焦到反射面上，反射面上的碟片接收到高浓度的太阳能热能，产生高温。
高温的热能被传导到发电机组，通过工质的循环流动将热能转化为电能。
三、碟式太阳能热发电系统的冷却技术在碟式太阳能热发电系统中，高温会对系统的稳定性和发电效率产生负面影响。
为了保持系统的正常运行，必须采取有效的冷却技术。
目前，常用的冷却技术包括传导冷却、辐射冷却和对流冷却。
1. 传导冷却传导冷却是通过导热材料将热量传导到散热装置上，然后通过散热装置将热量散发到环境中。
这种冷却方式可以有效地降低碟式太阳能热发电系统的温度，提高系统的效率和可靠性。
2. 辐射冷却辐射冷却是利用辐射热传递原理将热量传递到周围环境中，通过辐射的方式进行散热。
辐射冷却技术可以在碟式太阳能热发电系统中起到良好的降温效果，减少系统热量积累。
3. 对流冷却对流冷却是通过使工质在系统内循环流动，将热量传输到散热装置上，然后将热量散发到环境中。
对流冷却技术既可以利用自然对流，也可以采用强制对流的方式。
对流冷却技术具有高效冷却和均匀散热的优点，在碟式太阳能热发电系统中应用广泛。
四、碟式太阳能热发电系统的散热技术在碟式太阳能热发电系统中，散热是保证系统正常运行的关键。
散热技术的目标是将系统产生的热量有效地排出系统，防止温度过高对系统造成损坏。
碟式太阳能热发电系统的设计与优化
碟式太阳能热发电系统的设计与优化近年来，太阳能成为一种备受关注的清洁能源，被广泛应用于发电系统中。
其中一种有效且高效的技术是碟式太阳能热发电系统。
本文将详细介绍碟式太阳能热发电系统的设计与优化方法，以及其在提高发电效率和可持续性方面的重要作用。
1. 碟式太阳能热发电系统的原理和工作方式碟式太阳能热发电系统是利用太阳光能转换成热能，再通过传热和传质工质的方式将热能转化成机械能和电能的一种系统。
它包括一个由多个碟片组成的反射器和一个位于反射器焦点上的太阳能热发电机。
在工作过程中，太阳能被反射器集中到太阳能热发电机的接收器上。
接收器中通入的传热工质被加热至高温，然后通过一个循环系统传递到工作负载，提供给驱动机械设备或发电机组。
最后，传热工质会冷却，并循环返回到接收器，开始下一个循环。
2. 碟式太阳能热发电系统的设计关键问题为了设计和优化碟式太阳能热发电系统，需要解决以下几个关键问题：2.1 反射器设计反射器的设计对于系统的性能至关重要。
需要确定反射器的形状、大小和材料以实现最佳的太阳能聚焦效果。
反射器的形状可以采用抛物面、球面或其他曲面，以便将太阳能尽可能集中到接收器上。
2.2 太阳能热发电机设计太阳能热发电机的设计需要考虑接收器的材料、表面涂层、热传导、热损失等因素。
合理的设计可以提高太阳能的吸收效率和热能转化效率，从而提高整个系统的发电效率。
2.3 传热工质选择传热工质的选择与系统的效率和可持续性息息相关。
工质需要具有较高的热导率、稳定性和可再生性。
一些常用的传热工质包括水蒸汽、热油和氦气等。
2.4 循环系统设计循环系统的设计包括管道网络、泵和阀门的选择和布局。
合理的循环系统设计可以减小能量损失，提高系统的运行效率和稳定性。
3. 碟式太阳能热发电系统的优化方法为了提高碟式太阳能热发电系统的效率和可持续性，可以采用以下优化方法：3.1 提高反射器的设计通过仿真和实验，优化反射器的形状、大小和材料，使太阳能更加准确地聚焦到接收器上。
碟式太阳能热发电系统的结构材料优化与工程应用
碟式太阳能热发电系统的结构材料优化与工程应用概述：碟式太阳能热发电系统是一种利用太阳能产生热能并将其转化为电能的系统。
该系统通过激光或太阳能汇聚器将太阳光聚焦在碟式反射板上，使其高温发热，进而转化为电能。
本文将重点探讨碟式太阳能热发电系统的结构材料优化与工程应用。
一、结构材料优化碟式太阳能热发电系统的结构材料对系统的稳定性和高效性起着关键作用。
下面分别从反射板、光聚焦器和吸收体三个方面探讨其优化材料选择。
1. 反射板反射板是碟式太阳能热发电系统中的核心组件，其主要功能是将太阳光汇聚在一个点上，提高能量密度。
为了实现更高的光能利用率，反射板的材料应具备高反射率、低吸收率和良好的耐高温性能。
当前常用的反射板材料有银、铜、铝和复合材料等。
其中，银具有较高的反射率，但是价格昂贵且其制备过程对环境有一定污染。
因此，在实际应用中，铝和铜是较为常见的选择。
此外，可使用陶瓷、陶瓷金属复合材料等材料在反射板前表面进行涂覆，以提高其反射性能。
2. 光聚焦器光聚焦器的材料选择应尽量满足高透射率、低吸收率、耐高温和高抗氧化性能的要求。
常见的光聚焦器材料有二氧化硅、锗、碳化硅等。
这些材料在高温下保持其优良的光学特性，并提供最大的光能聚焦效果。
3. 吸收体吸收体是太阳能热发电系统中用于转换太阳光能为热能的关键组件。
合适的吸收体材料应具备高吸收率、低辐射率和优异的热传导性能。
常见的吸收体材料有纳米涂层、钛合金、石墨等。
这些材料具有较高的光吸收能力和热传导性能，能够有效将太阳光能转化为热能，并快速传导到转换器件中。
二、工程应用碟式太阳能热发电系统目前已在各个领域得到广泛应用，如工业集中加热、高温工艺制造和环境能源等。
下面将从工业集中加热和高温工艺制造两个方面介绍其具体工程应用。
1. 工业集中加热碟式太阳能热发电系统可以应用于工业领域的集中加热过程中，为工业生产提供高效、环保的能源解决方案。
其通过高温热能对流体进行加热，可广泛应用于发电厂、钢铁、石化、水泥等行业的高温热处理过程中。
碟式太阳能热发电系统
刘巍，等：碟式太阳能热发电系统１０ｌ配气活塞的．卜室和下室．卜室和热源交换器耦合，将吸热器的热量传递给工质，工质受热膨胀推动动力活塞运动做功，输出功率．下室通过中间介质回路把余热传递给回热器，工质通过旁路往复流动完成循环．热机提供的机械能带动发电机运转，可以进一步将机械能转化为电能．１．５电力变换装置由于太阳能辐射随天气变化很大，所以热电转换装置发出的电力不是十分稳定，特别是小功率的便携式太阳能发电装置发出的电流小、电压低，不能直接提供给用户，需要经过整流、ＤＣ—ＤＣ升压、储能、ＤＣ—ＡＣ逆变等环节的处理，才能输出２２０Ｖ的工频电．１．６交流稳压装置碟式太阳能热动力发电系统发出的电经过电力变换装置变成２２０Ｖ的工频电可以直接提供给普通用户或并人电网，但并不能满足高精密负载的要求，需要在输入电压与负载之间增没一台高稳压精度的宽稳压范围的交流稳压装置．２碟式聚焦器设计聚光设计的理论最优方案是抛物线反射面，由于抛物线设计没有球差，能够获得很好的聚焦效果．聚焦器由多块反射玻璃组成，凶此每块玻璃及安装位置的不同而造成聚光效果不Ｉ＿Ｊ，需要克服光线离轴位置的影响．反光碟支撑架采用三角形绗架形式．由于三角形结构稳定性好，其刚性、抗扭转等性能好．三角形设计，比一般方形的形状保持性能好．反光碟支撑架的基本结构元件采用圆管，采用工业标准中最薄的管件即町，其优点是力学性能均匀，四品长条形构件和外燃机托架的刚性很好，可作为支点使用．碟式聚焦器可分为反光镜组件、支架组件、驱动与传动组件、支撑柱、控制‘Ｊ跟踪系统、地嘶基座等几部分．反射镜的几何外形采用球面的形式，镀银反射面的保护采用复合材料与树脂涂层固化，采用中间过度层增加涂层的粘结牢度；树脂同化层与支撑结构的连接采用弹性胶连接，保证强度和刚性；反射采脂普通玻璃，用控制其成型厚度的方式减少反射效率的损失；反光面安装钢架的形式选择三角形桁架结构，单立柱支撑，高度角采用丝杆传动，方位角度以高精度机械传动，也町采用一般精度齿轮传动＋阻尼消间隙的方式实现；开闭环结合控制方式，以开环控制方式实现大范围跟踪、以闭环方式实现精确对准；聚焦器在ＩＦ常休息位置时，采用发电机伸出臂端部固定，提高聚焦器的抗风能力，此时的反光面略朝下，背面略朝上，增强抗击冰雹、雪灾等的能力；该系统町以稳定丁作３０年，太阳聚焦器如图ｌ所示．图ｌ太阳聚焦器３跟踪控制系统设计开环控制太阳能跟踪器有很多优点，比如町以抵抗风等外界引起的十扰等等，从整体运行来看，开环控制在受到风力或者运行误差的干扰后，能够在一段时间内回到正确的跟踪位置，但其响应时间比较长，无法忍耐这样的系统在３级风速的天气下比较长的时间内设备不能正常工作．为了提高太阳能发电的效率、降低成本，太阳跟踪装置是太阳能发电系统中必不可少的装置，需要设计和研制一个能够实时对太阳进行大范围跟踪的太阳跟踪系统，能够实现在方位角３６００和高度角１８０。
碟式太阳能热发电系统
碟式太阳能热发电系统碟式太阳能热发电系统Dish Solar Thermal Power System前面介绍的槽式、塔式太阳能发电系统是利用多个反射器大面积聚集热量，集中加热水变蒸汽推动汽轮发电机发电；而碟式太阳能热发电系统每个功率为数十千瓦（小的为数千瓦），碟式太阳能热发电系统可单独存在，也可多台组成碟式太阳能热发电场。
碟式太阳能热发电系统主要由碟式聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，目前峰值转换效率可达30%以上，很有发展前途。
碟式抛物面反射镜每个碟式太阳能热发电系统都有一个旋转抛物面反射镜用来汇聚太阳光，该反射镜一般为圆形像碟子一样，故称为碟式反射镜。
由于反射镜面积小则几十平方米，大则数百平方米，很难造成整块的镜面，是由多块镜片拼接而成。
一般几kW的小型机组用多块扇形镜面拼成园形反射镜，如图1左侧照片；也有用多块园形镜面组成，如图1右侧照片。
大型的一般用许多方形镜片拼成近似园形反射镜，如图2照片所示。
图1 网上的碟式太阳能系统照片图2 网上的碟式太阳能系统照片拼接用的镜片都是抛物面的一部分，不是平面，多块镜面固定在镜面框架上，构成整片的旋转抛物面反射镜。
整片的旋转抛物面反射镜与斯特林机组支架固定在一起，通过跟踪转动装置安装在机座的支柱上，斯特林机组安装斯特林机组支架上，机组接收器在旋转抛物面反射镜的聚焦点上，见图3。
图3 碟式太阳能发电系统组成跟踪转动装置由跟踪控制系统控制，保证抛物面反射镜对准太阳，把阳光聚集在斯特林机组的接收器上。
有关跟踪知识请浏览本栏目“太阳的视运动与跟踪”章节。
请观看碟式太阳能热发电系统动画碟式太阳能热发电系统动画斯特林发电机组斯特林发动机是一种外燃机，依靠发动机气缸外部热源加热工质进行工作，发动机内部的工质通过反复吸热膨胀、冷却收缩的循环过程推动活塞来回运动实现连续做功。
由于热源在气缸外部，方便使用多种热源，特别是利用太阳能作为热源。
碟式抛物面聚光镜的聚光比范围可超过1000，能把斯特林发动机内的工质温度加热到650度以上，使斯特林发动机正常运转起来。
蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网的协同运行技术
蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网的协同运行技术概述：蝶式太阳能热发电系统（DSG）是一种新兴的可再生能源发电技术，它能够将太阳能转化为热能，并随后将其转化为电能。
而大规模发电网是一个庞大的能源系统，由多个发电厂、输电线路和配电设施组成。
本文将探讨蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网协同运行的技术要点和挑战。
一、蝶式太阳能热发电系统简介蝶式太阳能热发电系统是一种利用太阳能进行发电的技术，它利用聚光镜将太阳能聚焦在一个热媒体管道上，通过热量转换为蒸汽，并驱动涡轮机产生电能。
与传统的光伏发电不同，蝶式太阳能热发电系统能够同时储存和利用热能，提高了能源的利用效率。
二、大规模发电网的特点及挑战大规模发电网是一个复杂而巨大的能源系统，由多个发电厂、输电线路和配电设施组成，它具有以下特点和挑战：1. 多种能源的集成：大规模发电网需要同时集成不同类型的能源，包括传统能源和可再生能源，如煤炭、天然气、风能和太阳能等。
蝶式太阳能热发电系统作为一种新兴的可再生能源技术，需要与其他能源系统协同运行。
2. 变化的电力负荷：发电网面临着不断变化的电力负荷需求，尤其是在高峰期和低谷期的差异较大。
蝶式太阳能热发电系统需要具备灵活性，以满足电力负荷的变化需求。
3. 输电和配电网络的稳定性：发电网需要确保输电和配电网络的稳定运行，以保证电力供应的可靠性。
蝶式太阳能热发电系统需要与现有的输电和配电设施相互协作，以确保运行的稳定性和安全性。
三、蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网协同运行的技术关键点为了实现蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网的协同运行，需要解决以下技术关键点：1. 能量储存：蝶式太阳能热发电系统需要具备能量储存的能力，以应对电力供应和需求之间的不匹配。
目前，常用的储能技术包括热储存、电池储存和氢能储存等，需要选择适合的能量储存方案。
2. 电力调度与管理：为了实现蝶式太阳能热发电系统与大规模发电网的协同运行，需要建立强大的电力调度和管理系统。
蝶式太阳能热发电系统的经济效益评估与可行性分析
蝶式太阳能热发电系统的经济效益评估与可行性分析概述太阳能是一种清洁、可再生的能源，近年来在全球范围内得到了广泛应用。
蝶式太阳能热发电系统是一种基于太阳能的热能发电技术，具有较高的效率和可行性。
本文将对蝶式太阳能热发电系统的经济效益进行评估和可行性进行分析。
1. 蝶式太阳能热发电系统的原理蝶式太阳能热发电系统是一种利用太阳能转化为热能，并通过热能发电站将热能转化为电能的技术。
该系统由太阳能收集器、热媒液循环系统、蒸汽发生器、蝶式发电机及电能控制系统等组成。
太阳能收集器通过聚光将太阳能转化为热能，热媒液循环系统将热能传递至蒸汽发生器，蒸汽发生器将热能转化为高温高压的蒸汽，最后通过蝶式发电机转化为电能。
2. 经济效益评估2.1 投资成本蝶式太阳能热发电系统的建设需要一定的投资成本，包括太阳能收集器、热媒液循环系统、蒸汽发生器、蝶式发电机和电能控制系统等设备的购置和安装成本。
此外，还需要考虑土地、水资源等方面的成本。
综合考虑各项成本后，可以评估出建设蝶式太阳能热发电系统的总投资成本。
2.2 发电收益蝶式太阳能热发电系统通过将太阳能转化为电能进行发电，每年可获得的电能收益是评估经济效益的重要指标。
发电收益一般由两部分组成：销售电能收益和政府补贴收益。
销售电能收益是指将发电的电能卖给电网运营商所获得的收益，而政府补贴收益是指政府给予太阳能发电的补贴政策所获得的收益。
3. 可行性分析3.1 规模与利用率在进行蝶式太阳能热发电系统的可行性分析时，需要考虑到规模与利用率的问题。
蝶式太阳能热发电系统的规模大小将会直接影响到发电量的大小，因此需要合理确定系统的规模。
此外，系统的利用率也是影响经济效益的重要因素，要合理安排系统的利用时间，提高系统的利用率以增加发电量。
3.2 环境影响评估建设蝶式太阳能热发电系统也需要考虑到环境影响的问题。
在系统运行过程中，需要定期维护和清洗设备，以确保设备的正常运行。
同时，还需要评估系统对环境的影响，比如温室气体排放等。
碟式太阳能热发电系统的可靠性分析与设计指标
碟式太阳能热发电系统的可靠性分析与设计指标引言：在面临能源短缺和环境污染的当前形势下，太阳能作为一种可再生能源逐渐受到广泛重视。
碟式太阳能热发电系统作为太阳能利用的一种重要形式，具有高效、稳定的特点，越来越多地应用于能源产业。
本文旨在对碟式太阳能热发电系统的可靠性进行分析，并提出相应的设计指标，以保障系统的可靠运行。
一、碟式太阳能热发电系统的可靠性分析：1. 设备可靠性分析：碟式太阳能热发电系统由多个重要组件构成，包括碟式收集器、热传输介质、热储存器以及发电机等。
对于设备的可靠性分析，需要综合考虑各组件的设计、材料、工艺等因素。
同时，设备在工作过程中可能遭受的自然灾害、温差变化等外界因素也需要纳入考虑范畴。
2. 系统可靠性分析：系统可靠性是基于设备可靠性的基础上综合分析整个系统的工作状态。
除了设备可靠性外，还需要考虑系统的耐久性、维护保养等因素。
此外，人为因素的干扰也是影响系统可靠性的重要因素，在设计指标中需予以充分考虑。
二、碟式太阳能热发电系统的设计指标：1. 设备设计指标：（1）可靠性指标：设备工作的可靠性是系统能否稳定运行的关键因素。
设计中，需要考虑设备的寿命、故障率、自动诊断能力等指标，以提高系统整体的可靠性。
（2）热工特性指标：碟式太阳能热发电系统利用太阳能将其转化为热能，因此，对于热工特性的设计指标需予以重视。
包括热量损失、传导效率、热量集中效能等。
（3）材料选择：选用具有较高耐高温、耐腐蚀、低热膨胀系数等特性的材料，以提高设备的稳定性和耐久性。
2. 系统设计指标：（1）运行温度范围：由于碟式太阳能热发电系统主要依赖太阳能的热能转化，因此需要考虑系统能否在不同温度条件下正常工作。
设定合理的运行温度范围对系统的可靠性和发电效率起到至关重要的作用。
（2）自动化控制：设计具有自动化控制系统的碟式太阳能热发电系统，可监控和控制关键参数，提高系统的稳定性和可靠性。
（3）故障诊断与维护：为提高系统的可靠性，需要设计故障自诊断与维护系统，及时发现并解决潜在问题，降低维护成本和影响，减少系统停机时间。
基于碟式太阳能热发电系统的能源转换效率研究
基于碟式太阳能热发电系统的能源转换效率研究引言：太阳能作为一种绿色、可再生的能源形式，受到越来越多人的关注和研究。
太阳能热发电系统是其中一种利用太阳能转化为电能的技术，而碟式太阳能热发电系统作为一种高效能量转换设备，近年来在能源领域备受关注。
本文将围绕碟式太阳能热发电系统的能源转换效率进行研究和探讨。
一、碟式太阳能热发电系统的原理和结构碟式太阳能热发电系统包括太阳能集热器、碟式短焦距透镜、光电转化器和传动系统等部分。
太阳能集热器用于收集太阳能并将其聚焦到碟式短焦距透镜上。
碟式短焦距透镜通过反射将聚集在其焦点上的光能转化为热能。
光电转化器将热能转化为电能。
传动系统用于保持光电转化器的位置和角度，使其能够随着太阳的轨迹实现自动跟踪。
二、能源转换效率的影响因素太阳能热发电系统的能源转换效率，即将太阳能转化为电能的能力，受到多个因素的影响。
1. 太阳辐射条件太阳辐射的强度和方向会直接影响到太阳能集热器的效果。
在阳光充足的条件下，太阳能集热器可以更充分地收集到太阳能，提高系统的能源转换效率。
2. 碟式短焦距透镜的设计碟式短焦距透镜是将聚集在其中的光能转化为热能的关键部件。
其设计包括表面形状、反射率和材料的选择等。
优化碟式短焦距透镜的设计可以提高能源转换效率。
3. 光电转化器的性能光电转化器的性能直接决定了将热能转化为电能的效率。
选择高效率的光电转化器材料和设计合理的结构可以提高能源转换效率。
4. 传动系统的稳定性和精度传动系统用于使光电转化器能够随着太阳的轨迹实现自动跟踪。
传动系统的稳定性和精度会影响到光电转化器与太阳的匹配程度，进而影响到能源转换效率。
三、能源转换效率的研究方法为了研究碟式太阳能热发电系统的能源转换效率，我们可以采用以下的研究方法。
1. 实验研究通过实验方法，我们可以测量和分析碟式太阳能热发电系统在不同太阳辐射条件下的能源转换效率。
可以对太阳辐射强度、碟式短焦距透镜的设计参数、光电转化器的性能等进行调整和优化，以提高能源转换效率。
碟式太阳能热发电系统的热电转换机理与模拟仿真
碟式太阳能热发电系统的热电转换机理与模拟仿真碟式太阳能热发电系统是一种利用太阳辐射能转化为电能的热电转换装置。
热电转换是指利用热能产生电能的过程，其工作原理基于热电效应，即当两个不同温度的导体连接在一起时，会产生电动势。
碟式太阳能热发电系统的核心部分是热电堆，它由多个热电对组成，每个热电对由一个N型半导体和一个P型半导体组成。
在太阳光照射下，热电堆的N型半导体一侧吸收太阳能并升温，而P型半导体一侧则冷却。
这种温差产生了一个电势差，从而产生了电流。
热电堆的性能主要取决于材料的选择和结构设计。
在碟式太阳能热发电系统中，常用的热电材料包括硒化铋（Bi2Te3）、硒化铟（In2Se3）等。
这些材料具有良好的热电性能，能够将太阳能高效转化为电能。
此外，优化热电堆的结构设计也是提高系统效率的关键。
通过合理调整热电对的数量和排列方式，最大程度地增加温差效应，可以达到更高的电力输出效率。
为了进一步优化碟式太阳能热发电系统的性能，研究人员通常采用模拟仿真的方法进行系统优化设计。
借助计算机辅助设计软件，可以对不同的参数进行模拟和分析，从而找到最佳的工作条件。
模拟仿真可以模拟热电堆在不同工况下的热电转换效率，并预测系统的电力输出性能。
在模拟仿真中，一般需要考虑的参数包括太阳光照强度、热电堆的材料和尺寸、热电对的排列方式等。
通过调整这些参数，可以得到不同工况下系统的电力输出特性曲线。
同时，模拟仿真还可以模拟热电堆的稳态和动态响应，探究系统在不同工况下的性能变化规律。
除了模拟仿真，实验测试也是评估碟式太阳能热发电系统性能的重要手段。
通过实验测试，可以验证仿真结果的准确性，并进一步优化系统设计。
实验测试可以对系统的热电转换效率、电流输出稳定性等指标进行验证，并对不同参数的影响进行定量分析。
综上所述，碟式太阳能热发电系统是一种有效利用太阳能转化为电能的热电转换装置。
通过研究热电转换机理，选择合适的材料和优化设计，可以实现高效的能量转换。
蝶式太阳能热发电系统在城市污水处理中的应用前景分析
蝶式太阳能热发电系统在城市污水处理中的应用前景分析引言：随着全球经济的发展和城市化进程的加速，城市污水处理成为当今社会面临的一个重要问题。
而在解决这一问题的过程中，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，被广泛应用于许多领域。
蝶式太阳能热发电系统作为太阳能利用的一种新型技术，具有巨大的潜力来改善城市污水处理过程的能源消耗和环境影响。
本文将对蝶式太阳能热发电系统在城市污水处理中的应用前景进行分析，并探讨其优势、挑战和发展趋势。
一、蝶式太阳能热发电系统的概述蝶式太阳能热发电系统是一种将太阳能热转化为电能的技术，其基本原理是通过太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，再利用热能发出的热量产生蒸汽，进而驱动发电机组发电。
相比于传统的太阳能光伏发电系统，蝶式太阳能热发电系统具有更高的能量转化效率和更广泛的适用性。
二、蝶式太阳能热发电系统在城市污水处理中的应用优势1. 能源利用效率高：蝶式太阳能热发电系统可以将太阳能高效地转化为电能，充分利用资源，降低了对传统能源的依赖，从而减少了能源的消耗。
2. 环境影响小：与传统的火力发电厂相比，蝶式太阳能热发电系统不会产生废气、废水等污染物，减少了对环境的负面影响，符合可持续发展的目标。
3. 资源回收利用：在蝶式太阳能热发电系统中，热能发出的热量可以被污水处理过程中的废热或余热回收利用，提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
4. 建设成本低：蝶式太阳能热发电系统不需要燃料和燃料输送设施，且发电设备相对简单，因此其建设成本相对较低。
三、蝶式太阳能热发电系统在城市污水处理中的应用案例1. 应用案例一：北京市某污水处理厂北京市某污水处理厂利用蝶式太阳能热发电系统，将太阳能集热器安装在处理池边的平台上，通过收集镜面的太阳辐射，将太阳能转化为热能，并用于提高污水处理过程中的温度，促进污物降解，提高处理效率。
2. 应用案例二：新加坡海洋湾污水处理厂新加坡海洋湾污水处理厂采用蝶式太阳能热发电系统，通过太阳能集热器收集太阳能，将其转化为热能，用于预热污水处理过程中的进水和污泥。
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第23卷Vol .23 第10期No .10重庆工学院学报(自然科学)Journal of Chongqing I nstitute of Technol ogy (Natural Science )2009年10月Oct .2009 3 收稿日期:2009-07-18基金项目:航空工业技术创新基金资助项目(HZ -KJ2005009).作者简介:刘巍(1963—),男,江苏靖江人,讲师,主要从事能源与环境工程,太阳能利用技术研究.碟式太阳能热发电系统刘 巍1,王宗超2(1.河海大学机电工程学院,江苏 常州 213022;2.清华大学深圳研究生院,深圳 518000)摘 要:在研究了碟式太阳能热动力发电系统的发展状况、研究动态及应用前景的基础上,对碟式太阳能热动力发电系统进行了设计和分析.由于碟式太阳能热发电系统中太阳跟踪装置是一个重要的组成部分,设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方式.在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高度角、全天候的自动跟踪.试验结果表明,在各种天气状况下,跟踪器能够稳定工作,取得了满意的效果.通过对碟式太阳能热发电系统的分析和设计,提出了一种合理的、高效的太阳能利用方式.关键词:热发电;碟式聚焦器;太阳跟踪;单片机;聚光器中图分类号:TK513.5 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2009)10-0099-05D ish 2style Sol ar Ther ma l Power Genera ti on Syste mL IU W ei 1,WANG Zong 2chao2(1.College of Mechano 2electrical Engineering,Hehai University,Changzhou 213022,China;2.Postgraduate School,Shenzhen Ca mpus of Tsinghua University,Shenzhen 518000,China )Abstract:Based on the study of the devel opment,research situati on and app licati on p r os pect of a dish 2style s olar energy dyna m ic syste m ,this paper makes the design and analysis of the dish 2style s olar energy dyna m ic syste m.Due t o the sun tracking device as an i m portant co mponent in the dish 2style s olar ther mal power syste m ,this paper designs a track of the combinati on of phot oelectric tracking and the day move ment traject ory tracking .It can achieve the all 2r ound and high angle aut o matic trackingunder any kinds of weather,which uses op tical tracking way in sunny day and calendar 2reckoning method in cl oudy day .Experi m ents show that in any weather conditi ons,this tracker can work as designed and achieve satisfact ory results .By the analysis and design of the dish 2style s olar ther mal power syste m ,this paper puts f or ward a reas onable and efficient utilizati on method of s olar energy .Key words:ther mal power;dish 2style focusing device;sun tracking;SC M;s olar concentrat or 人们对能源开发和环境保护的呼声不断高涨,由于太阳能是一种清洁无污染的能源,取之不尽,用之不竭,它的开发、利用和转换已成为人类寻求新能源的热点,因此发展前景非常广阔.当今,利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要方法,利用太阳能发电已经成为全球瞩目的一个具有深远意义的研究课题[1-2].因此太阳能的应用受到广泛的关注,并已取得一定的成就,由于太阳光的聚焦高温及其纯净的特性,具有其他方式的能源没有的优势,在太阳能热利用方面,利用聚焦的方式获得高温的方法一般是采用大量的聚焦镜.根据这些聚焦镜与聚焦点的位置及能量转换方式的不同,被分为塔式、碟式和槽式[3].在这几种太阳能收集方式中,碟式太阳能聚焦器是相对较复杂、要求相对较高的一种方式,但其阳光收集的效率较高,且由于碟式聚焦器具有分布式能源的优点,其安装和设置相对容易,不需要专门的场地.但是碟式聚焦器的复杂特性,太阳能热利用中对其光学和机械系统的精度要求,使得无论在设计和加工、运行中都会遇到一些问题[4-5].因此,对碟式太阳能聚焦器装置的设计和加工、运行等问题的解决与归纳,对太阳能热利用领域装置的产业化和标准化,都有重要的意义.碟式太阳能聚焦器通常由支架、反射镜、支撑柱、传动机构、跟踪控制系统、热接收保持机构等部分组成.国内外很多建设成功的太阳能装置表明,为建设能源收集装置所付出的费用,占到整个电站总投资的45%～55%,可见在太阳能热发电中聚焦器技术的重要性,根据笔者经验,随着批量化、标准化技术的实现,聚焦器装置的单台成本将降低到研发样机的1/2左右.国内外现有的聚焦器研究状况表明,碟式太阳能聚焦器的设计与生产技术正朝着具有增加单台反射面积,降低驱动功率,扩大一次订货量以降低成本,有效利用创新技术,进一步优化性能与结构的趋势方向发展.1 系统组成碟式太阳能热发电是太阳能热发电技术的一种,基本原理是将入射的太阳辐射能汇聚起来,并转化为热能,在焦点处产生较高的温度用于发电.由于聚焦方式不同,碟式太阳能热发电的聚焦比可以达到最大,从而运行温度达到900～1200℃,在太阳能热发电方式中,蝶式太阳能热发电可以达到最高的热机效率[6].系统包括聚光器、跟踪控制系统、集热器、热电转换装置、电力变换装置和交流稳压装置.其中聚光器和跟踪控制系统是碟式太阳能热发电中最重要的组成部分[7].1.1 聚光器由于太阳辐射能量的密度很小,为了能够达到发电所需的温度,需要用聚光器把近似平行入射的大面积的太阳光汇聚到一个很小的面积上,从而使该面积上的能流密度增大,温度达到可以满足太阳能热发电的需要.反射面和吸收面的面积之比就是几何聚光比.实际应用中更关心聚光器的能量聚光比,即吸收体的平均能流密度和入射能流密度之比,数值上等于几何聚光比和光学效率的乘积.1.2 跟踪控制系统跟踪控制系统的作用是使聚光器的轴线始终对准太阳光线.跟踪太阳的方法有很多,总结起来有如下3种方式:光电跟踪、根据视日运动轨迹跟踪、2种跟踪方式的结合进行跟踪.因此,跟踪控制系统的实现也可以有多种方式,电控方式可以分为通过太阳传感器作为反馈进行的模拟控制和由计算机控制电机,并通过太阳传感器形成反馈的数字控制.为了提高系统的跟踪精度、增强系统的稳定性,采用光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的方式进行跟踪,该跟踪方式可以实现大范围内各种天气情况下的自动跟踪,可以满足各种需要跟踪装置的设备.1.3 集热器集热器将聚光器汇聚的光能转化为热能.为了使吸热面的热流密度不至于太大,焦点不能直接落在吸热面上,吸热面通常放置在焦点后方,焦点落在吸热腔体的开口上,开口应尽可能的小,以减小辐射和对流热损失.斯特林机的集热器有直接吸热和间接吸热2种形式.由于斯特林机的工质气体氢或者氦在高压下有较强的传热能力,直接吸热式可以吸收很大的热流密度,但是平衡汽缸内的温度和传热量是直接吸热式需要解决的一个问题.使用液态金属或者热管作为换热介质的间接吸热方式可以解决上述问题.热管换热器的温差很低,从而可以使斯特林机工作在一个较高的温度,得到较高的效率.1.4 热电转换装置碟式太阳能热动力发电装置的热电转换主要是采用自由活塞斯特林机作为原动机.自由活塞斯特林机是一种活塞式外燃机,在气缸内有一个配气活塞和一个动力活塞.气缸侧壁连接配气活塞上下室的旁路,循环工质通过旁路交替运动到001重庆工学院学报配气活塞的上室和下室.上室和热源交换器耦合,将吸热器的热量传递给工质,工质受热膨胀推动动力活塞运动做功,输出功率.下室通过中间介质回路把余热传递给回热器,工质通过旁路往复流动完成循环.热机提供的机械能带动发电机运转,可以进一步将机械能转化为电能.1.5 电力变换装置由于太阳能辐射随天气变化很大,所以热电转换装置发出的电力不是十分稳定,特别是小功率的便携式太阳能发电装置发出的电流小、电压低,不能直接提供给用户,需要经过整流、DC-DC 升压、储能、DC-AC逆变等环节的处理,才能输出220V的工频电.1.6 交流稳压装置碟式太阳能热动力发电系统发出的电经过电力变换装置变成220V的工频电可以直接提供给普通用户或并入电网,但并不能满足高精密负载的要求,需要在输入电压与负载之间增设一台高稳压精度的宽稳压范围的交流稳压装置.2 碟式聚焦器设计聚光设计的理论最优方案是抛物线反射面,由于抛物线设计没有球差,能够获得很好的聚焦效果.聚焦器由多块反射玻璃组成,因此每块玻璃及安装位置的不同而造成聚光效果不同,需要克服光线离轴位置的影响.反光碟支撑架采用三角形绗架形式.由于三角形结构稳定性好,其刚性、抗扭转等性能好.三角形设计,比一般方形的形状保持性能好.反光碟支撑架的基本结构元件采用圆管,采用工业标准中最薄的管件即可,其优点是力学性能均匀,四品长条形构件和外燃机托架的刚性很好,可作为支点使用.碟式聚焦器可分为反光镜组件、支架组件、驱动与传动组件、支撑柱、控制与跟踪系统、地面基座等几部分.反射镜的几何外形采用球面的形式,镀银反射面的保护采用复合材料与树脂涂层固化,采用中间过度层增加涂层的粘结牢度;树脂固化层与支撑结构的连接采用弹性胶连接,保证强度和刚性;反射采用普通玻璃,用控制其成型厚度的方式减少反射效率的损失;反光面安装钢架的形式选择三角形桁架结构,单立柱支撑,高度角采用丝杆传动,方位角度以高精度机械传动,也可采用一般精度齿轮传动+阻尼消间隙的方式实现;开闭环结合控制方式,以开环控制方式实现大范围跟踪、以闭环方式实现精确对准;聚焦器在正常休息位置时,采用发电机伸出臂端部固定,提高聚焦器的抗风能力,此时的反光面略朝下,背面略朝上,增强抗击冰雹、雪灾等的能力;该系统可以稳定工作30年,太阳聚焦器如图1所示.图1 太阳聚焦器3 跟踪控制系统设计开环控制太阳能跟踪器有很多优点,比如可以抵抗风等外界引起的干扰等等,从整体运行来看,开环控制在受到风力或者运行误差的干扰后,能够在一段时间内回到正确的跟踪位置,但其响应时间比较长,无法忍耐这样的系统在3级风速的天气下比较长的时间内设备不能正常工作.为了提高太阳能发电的效率、降低成本,太阳跟踪装置是太阳能发电系统中必不可少的装置,需要设计和研制一个能够实时对太阳进行大范围跟踪的太阳跟踪系统,能够实现在方位角360°和高度角180°范围内实时对太阳进行跟踪,使太阳接收面板始终与太阳光线垂直.为了更好地实现太阳能应用中对太阳的自动跟踪,对太阳能的利用效率有所提高,降低太阳能发电的成本.本装置采用视日运动轨迹跟踪作为初调节,光电跟踪作为精密跟踪调节,2种跟踪方式相结合可以增加系统的稳定性,实现大范围的各种天气状况下的跟踪.采用太阳跟踪与日历跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,加强系统的稳定性.开机后首先启动视日运动轨迹跟踪,跟踪完成后,判断太阳光强大101刘 巍,等:碟式太阳能热发电系统小是否满足光电跟踪的光强电压,当光强信号达到光电跟踪时启动光电跟踪,否则继续运行视日运动轨迹跟踪,直到光强信号达到光电跟踪的要求启动光电跟踪.太阳跟踪的方式是首先把光信号通过PS D 后输出太阳流,视日运动轨迹跟踪方式是系统从GPS 读取当前时间和当地的经纬度,根据时间和经纬度计算当前的太阳高度角和太阳方位角,每隔一段时间读取一次时间,计算一次太阳高度角度和方位角,同时计算出相邻2次之间的角度差,利用这个角度差来控制步进电机的转动时间.实践证明,这样的控制与跟踪设计是可行的,其跟踪精度达到了设计要求.硬件电路由探测器电路和中央控制电路组成,通过太阳池对光的采样和单片机的信息处理,给出控制信号,使步进电机运行,从而实现太阳的跟踪.四象限探测器信号采集电路如图2所示,信号采集电路主要是检测太阳的高度角和方位角的电压信号的大小,电路中包含四象限探测器输出的4路信号,四象限探测器经太阳光照射产生的微弱的太阳流,经过I/V 转换后经过LM324运算放大器放大后,进行东西方向的信号相减,南北方向的信号相减.得到太阳方位角和高度角的信号,把信号输入到单片机,单片机经过数据处理,给出控制信号判断电机的转动方向.由于东西方向和南北方向的信号采集电路完全一样,在图2中只画了东西方向的信号采集电路,南北方向的信号采集电路与东西方向完全一致.在整个系统的硬件设计中4个方向的信号采集电路全部进行了设计,由于模拟输入量大多数为电流信号,电流范围为0～50mA ,考虑到电路抗干扰性及采样的稳定性,将采样电路设计成图2所示.图2 四象限探测器信号采集电路 根据太阳跟踪控制系统要实现的功能,设计系统硬件,然后按各个功能模块分别对各单元电路进行设计.接下来进行总体电路设计,并考虑将来系统的功能扩展,构成一个完整的系统电路.太201重庆工学院学报阳光照射四象限探测器产生微弱的太阳流,电流经过I/V转换产生电压信号,电压信号经过运算放大电路后输出电压信号,经过数据采集电路处理后,输入到AT89C51单片机,经过数据处理后输出控制信号,控制步进电机的转动,实现对太阳的自动跟踪,完成整个系统的控制.主要包括数据传感器模拟电路设计、输入模块、显示模块、电源模块、电机驱动模块、时钟模块、GPS模块、串口电路等进行设计,实现稳定的系统,在各种天气情况下均能稳定的工作.4 结束语由于近年来我国关于太阳能热发电站的实用性研究和建设呈现良好的发展势头,该系统的研究和设计具有重要的意义.该系统长期稳定的运行,验证了系统设计的有效性及稳定性.由于控制系统是开环和闭环反馈系统,能很好地弥补系统各部分造成的系统误差,是一种完全可行方案,并在实际应用中运行良好,达到了预定要求.系统能够在正常天气与阴雨天气之间实现自动切换,无需人工调节.该系统具有结构简单、运行可靠、安装方便、跟踪精度高、成本低廉等特点.该系统能够推广到太阳能灶、太阳能热水器、太阳能电池、太阳能车,太阳能发电系统等各种需要太阳跟踪器的装置.聚焦器的长期稳定性试验数据是目前最缺乏的工业数据.零部件性能的优劣主要还是由设计方案决定了,其目标是维护方便、成本低、运行可靠.参考文献:[1] 方荣生,项立成.太阳能应用技术[M].北京:中国农业机械出版社,1985:27-39.[2] 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