《太阳能热发电》PPT课件

2021/3/26
16
（五）辅助能源子系统
作用：维持电站能够一直持续运行。 构成：就是在系统中增设常规燃料锅炉， 用于阴雨天，夜间起动。
2021/3/26
17
2.5.2、太阳能热发电系统的基本构成
根据太阳能聚光跟踪理论和实现方法的不同， 可以分为3个基本类型
➢ 槽式线聚焦系统； ➢ 塔式定日镜聚焦系统； ➢ 碟式点聚焦系统 ➢ 不用聚焦结构，采用真空管集热器
2021/3/26
14
（三）蓄热和热交换部分
➢热交换部分 作用：为适应汽轮发电的需要，将传输和存 储的热能，转化为高温高压蒸汽。
2021/3/26
15
（四）汽轮发电子系统
➢作用：太阳能热发电系统用的动力发电装置。 ➢种类：现代汽轮机、燃气轮机、低沸点工质汽 轮机、斯特林热发动机等。 ➢选择依据：太阳集热系统可提供的工质参数。
2
太阳能高温利用示例——集中热动力发电
2021/3/26
3
2.5.1、太阳能热发电系统的组成 1、电路热系统
太阳能热发电的基本工 作原理：利用太阳能集 热器将太阳能收集起来， 加热工介，产生过热蒸 汽，驱动热动力装置带 动发电机分机，从而将 太阳能转换为电能。见。
常规热力发电厂原理图
2021/3/26
2、潜热蓄热
特点：利用物质的潜热蓄热，单位容积的 蓄热量很大，蓄热装置可望小型化。
蓄热介质需具备以下特点：具备几千次可
逆蓄释热循环性鞥；价格便宜；不腐蚀容器。
2021/3/26
13
3、化学蓄热
特点：蓄热量大，单位储能的体积小，质 量轻，化学反应物可分别储存。
蓄热介质需具备以下特点：蓄热和释热反 应可逆，无副作用；反应速度快；反应生成物 易分离，且能稳定储存；价格便宜；反应物和 生成物无毒，无腐蚀，无可燃性；反应热大。
2.5 太阳能热发电
是将太阳辐射能转化为热能，再通过各种发电装 置将热能转换为电能的发电技术
➢利用太阳能直接发电 例如：半导体或金属材料的温差发电；
碱金属热电转换 磁流体发电 特点：发电装置本体没有活动部件，发电量小，
➢太阳能蒸汽热动力发电：将太阳能通过热机
带动发电机发电，即
2021/3/26
1
1 太阳能热发电技术
蓄热： 低温（<100℃） 中温（100~500 ℃ ） 高温（>500 ℃ ） 极高温(1000 ℃左右).
蓄热材料分别是： 水化盐、 导热油、 熔化盐 氧化锆耐火球
2021/3/26
12
蓄热方式：显热蓄热、潜热蓄热和化学储存。
1、显热蓄热
介质：水、油、岩石、砂、砾石，人工制造的 氧化铝球，
特点：价格低，易得到，热容量小。
2021/3/26
7
（一）集热部分
1、定目镜（或聚光系统/聚光器）
➢ 作用：收集阳光并将其聚集到一个有限尺寸面上， 以提高单位面积上太阳辐射度，从而提高被加热 工质的工作温度。即将太能辐射聚焦，以提高其 功率密度。
➢ 聚光方式：平面反射镜和曲面反射镜（一维抛物 面反射镜、二维抛物面反射镜和混合平面-抛物面 反射镜）。此外还有线形和圆形菲涅尔透镜。
3、跟踪装置
跟踪方式：单轴跟踪、双轴跟踪； 实现方式：程序控制方式、传感器控制方式
2021/3/26
10
（二）热能传输部分
作用：把集热器收集起来的热能传输给蓄热 部分。
2021/3/26
11
（三）蓄热和热交换部分
➢ 蓄热子系统：由于太阳能受季节、昼夜和气象条件的 影响，为保证发电系统的热源稳定，需设置蓄热装置。
➢ 水分别从集热管不同的地方注入； ➢ 正常运行需要必要的测试系统，系统投资大，不具竞争力
➢ 循环模式：
➢ 安装水汽分离装置，过量的水被循环泵送回到入水口，蒸 汽集热管的过热段；
202➢1/3可/26控性高，系统投资大
25
4、聚光集热装置（子系统） （1）、聚光器
①、槽型抛物面反射镜
②、混合平面抛物面反
2021/3/26
18
一、槽式太阳能热发电系统
（SEGS,solar energy generating systems） （一）系统原理及构成
1、原理：利用槽式抛物面 反射镜聚光 ➢ 槽式抛物聚光镜面： ➢ 槽式太阳能热发电系统：
2021/3/26Hale Waihona Puke Baidu
19
(3)槽式电站 Parabolic Troughs
➢ 辅助能源装置（子系统） ➢ 蓄热装置； ➢ 汽轮发电装置
2021/3/26
21
2021/3/26
22
2021/3/26
23
2021/3/26
24
3、槽式太阳能热发电系统的工作模式： ➢ 直通模式：
➢ 水经过预热、蒸发、过热后直接推动汽轮机发电； ➢ 最简单，投资少，控制复杂
➢ 注射模式：
2021/3/26
8
有满足严格的要求： （1）光化学系统 聚光器的镜面反射率越高越好
（2）机械性能
1)反射镜面有很好的平整度 2)整个镜面与镜体有很高的机械强度和稳定性 3）反射镜面和保护膜有很强的粘合度
（ 3）化学稳定性
2021/3/镜26 面具有很强的耐腐蚀性能
9
2、接收器
作用：通过接收经过聚焦的阳光，将太阳能 辐射能转变为热能，并传递给部件。
槽式电站与碟式电站相似，它把聚焦器分散布置，使载 热介质在单个分散的太阳能聚焦集热器中加热成蒸汽， 再汇集至汽轮机。
如采用双回路系统，则加热后的载热介质不直接送到汽 轮机，而是集中在一个热交换器内，然后把热量传递给 汽轮机回路中的工质。
2021/3/26
20
2、系统（电站）构成
➢ 聚光集热装置（子系统）：聚光镜、接收器、 跟踪装置；
1.1 太阳能热发电的类型和特点
太阳能热动力发电，利用反射镜或集热器将阳光 聚集起来，加热水或其它介质，产生蒸汽或热气 流以推动涡轮发电机发电；
利用热能直接转换为电能的装置，将聚集的太阳 光和热直接发电。例如温差发电、热离子发电和 磁流体发电等。
目前太阳能热发电技术主要为热动力发电系统。
2021/3/26
典型太阳能热发电系统 4
一般增设蓄热子 系统，辅助能源 子系统
2021/3/26
5
2、电站的循环效率
卡诺循环效率代表一种理论极限。
卡诺循环效率
T1 T2
T1
T1 为系统吸热时的温度
T 2 为系统放热时的温度
太阳能热发电效率
s c
2021/3/26
6
3、太阳能热发电系统组成
聚光集热系统 热能传输部分 蓄热与热交换部分 汽轮发电子系统 辅助能源子系统