碟式光热

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太阳能光伏发电系统组成
• • 太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池。如输出电流为交流220V或 110V，还需要配置逆变器 太阳能电池板：将太阳的辐射能转换为电能。太阳能电池光电转换效率： 小尺寸（如1cm2），单晶硅24.7%，多晶硅12%，非晶硅8%，铜铟硒 18.8%，砷化镓33%，有机纳米晶5.48%；大尺寸（如1200cm2），单晶 硅15%，多晶硅12%，非晶硅8%，铜铟硒10%。随着技术发展以上数字 会发生变化。 太阳能控制器：控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、 过放电保护作用。 蓄电池：一般为铅酸电池。小微型系统也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电 池 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。逆变器 的质量决定了发电系统的效益。效率是选购逆变器的重要标准，其他还要 求可靠，波形畸变小 系统分类：直流供电系统、交直流供电系统、并网发电系统、风光互补发 电系统 成本：电池组件占50%，电流转换器、安装费、其他附件等占50%
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双轴系统应用于单碟式太 阳聚光器及多碟式太阳聚 光器，碟式系统的动力部 件是步进电机。
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太阳能盘式发电系统是利用曲面聚光反射镜，将入射阳光聚集在焦点处，在焦点处直接放置斯 特林发动机发电的一种太阳能利用装置。系统的主要部分由控制柜、聚光反射镜、接受器、迴 转台、跟踪装置和斯特林发动机构成。跟踪装置可连续地在两个坐标轴方向根据太阳移动进行 定位。斯特林发动机为闭环活塞式发动机，聚焦的阳光直接落在发动机头部的吸热组件上，加 热其内部的气体工质氦气进行发电。接收器位于各抛物面的焦点处，可产生800度左右的高温， 效率达29.4%，在聚光式发电中是最高的。当在800度温度下运行时，单个盘式装置最大可发电 约50千瓦。太阳能盘式发电系统可以实现并网发电，感应发电机效率达到94%以上，可提供 60Hz，单相230V、三相460V的电力。交流发电机有时需要调频至直流，再调至交流，用来解 决发电机输出波动及与电网匹配的问题。由于斯特林发动机的运动部件间没有机械连接，无须 润滑、密封简单，被其带动的微型热电共生器既生电又生热等特点，使其具有能量转换效率高、 机器非常“安静”、寿命长和非常环保、完全燃烧后只产生很少一点氧氮化物和一氧化碳等优 势。虽然它与槽式电站相似，也可将多个盘组成一个较大的系统，但它原则上仍是小型发电系 统。如果在一个区域内集中若干个这样的系统，也可以采用集中控制的方式，总功率能达到51000千瓦。近年来国际上太阳能盘式热发电技术得到了长足的进步和发展，该技术以投资省、 成本低、效率高为主要特征，电站容量可大可小，可以独立运行，也可以并网运行，因此具有 广泛的适应性。
制数据库管理优化跟踪是主流。 都认为传感器跟踪是不可行的。 但是不可否认的事实是采用传感 器跟踪的成本最低。
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塔式太阳能热发电系统一般由反射镜阵列、高塔、集能器、蓄热器、发电机组等五个主要 部分组成。反射镜阵列由许多面反射镜按一定规律排列而成。这些反射镜自动跟踪太阳， 反射光能够精确地投射到集能器的窗口里。高塔可以建在镜阵中央或南侧。集能器按需要 设计成单侧受光或四周受光。当阳光投射到集能器被吸收转变成热能后，便加热盘管内流 动着的介质产生蒸汽。一部分热量用来带动汽轮发电机组发电，另一部分热量则被贮存在 蓄热器里，以备没有阳光时发电用。由于聚光倍数高达1000以上，接受器一般可以收集 1000兆瓦级的辐射功率，产生1000度的高温，总效率在15%以上。塔式电站的优点一是 是聚光倍数高，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。二是能量集中过程是靠反射光线一次完成的，方法简捷有效。 三是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。塔式太阳能热发电系统 可与高温、高压火电站的参数一致，这样不仅使太阳能发电系统有较高的热效率，而且容 易获得配套设备。由于该发电系统每块镜面都随太阳运动而独立调节方位及朝向，所需要 的跟踪定位机构代价高昂，在一定程度上限制了它的推广应用。目前塔式发电的利用规模 可达10-20兆瓦，还处于科技研发和示范工程阶段。
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太阳能光伏发电特点
• 利用太阳能，无污染，不枯竭，不集中。常用 计量单位峰瓦(Wp) • 太阳能发电使用静止装置，容易维护 • 太阳能发电可把设备安装在用户所在地，可节 省输配电设备
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太阳能LED路灯市场（光伏发电）
• 中国很难按国外模式快速开展太阳能发电 • 国外主要两种模式：在沙漠地区建设大型太阳 能发电站；大规模展开太阳能屋顶计划 • 太阳能LED路灯成本和技术问题可解决
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塔式
• 国际上塔式系统在美国Solar Two 之后又出现了西班牙的 PS10和PS20，2008年美国 又一个新建项目esolar开始建 设。但是现阶段的塔式热发 电技术仍然还没有成熟，每 一个系统都在不断的改变设 计，采用新的设计方案。还 没有一个被公认的最佳方案。 采用GPS定位跟踪和PLC控
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国内市场
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外资在中国
• First Solar: 鄂尔多斯市2000MW太阳能光伏发 电厂，总投资40～60亿美元（此项目非通过公 开招标，而是特殊渠道，除公司本真的能力外， 美国政府也出力） • 索朗-英福特能源科技集团：在鄂尔多斯市投资 5亿美元，建设大型光伏电站、光伏产业各生产 环节生产线、光伏建筑一体化及城乡光伏应用 系统 • 台湾艾德太阳能控股有限公司：投资60亿元于 杭锦旗的10万KW光伏发电项目
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我国太阳能电池市场
• 90%原料进口，90%太阳能电池出口
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国内太阳能机构和公司
• 中国太阳能学会是中国科协所属，1979年在西 安成立 • 西安设有太阳能研究所 • 国科学院电工研究所太阳能高温热发电技术研 究组 • 皇明太阳能
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太阳能发电技术和应用
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碟式
• 碟式太阳热发电技术是利用抛 物面碟式聚光器将太阳光汇聚， 通过吸热器将汇聚的太阳能吸 收并传输给热机，热机将太阳 热转化为机械能，再经过发电 机将机械能转化为电能。热机 采用斯特林发动机。斯特林发 动机能量转换率可达到 42% ， 无噪声污染，冷却水消耗少， 对周围环境无任何影响。碟式 斯特林太阳热发电技术是当今 太阳能热发电领域的热点。
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槽式
• 液压系统在槽式聚光系 统的应用具有很广阔的 前景，利用其输出扭矩 大，间歇时间长，抗交 变负载能力强，可实现 无级调速，单站多点同 步控制等优势，为将来 大面积聚光发电减低成 本提供了可能。 单轴系统应用于槽式太 阳能聚光器，其运动部 件是直线液压油缸
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槽式太阳能直接蒸汽发电系统具有 三种工作模式，分别称为直通模式， 注射模式以及循环模式[4]。直通模式 中的水经过预热，蒸发和过热后直接 推动汽轮机发电，该模式最简单，投 资较少，但控制复杂。注射模式中水 分别从集热管不同的地方注入，该模 式的正常运行需要必要的测试系统， 由于系统的复杂性和系统投资较大， 该模式已经不具有竞争力。循环模式 是目前最有竞争力的方式，在集热管 路的蒸发段的末端安装一个水汽分离 装置，注入到蒸发段的水量大于系统 可以蒸发的水量，过量的水就通过分 离器被循环泵送到集热环路的进水入 口段。而蒸汽经过水汽分离器进入到 集热管的过热段，这种模式具有高度 可控性，但是有循环管路的存在以及 水汽分离装置等增加了系统的投资。
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Advanced Energy和广电电气联合推出太阳 能光伏逆变器及系统
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国内公司在国际市场
• 三花股份拟参与HelioFocus.Ltd(HF公司）太阳能热电 发电技术开发，会成为此公司第二大股东 • 同时参与投资的还有以色列公司ICG • HF公司是以色列一家开发太阳能热利用技术的研发公 司，拥有两位世界上具有较高知名度的在太阳能领域研 究了20多年的科学家 • HF公司目前正在研发一种新型的碟式发电系统，现已 完成太阳能接收器技术的开发和测试，接下来将重点详 细设计和构建碟式聚光器，以及研发接收器、涡轮机和 碟式聚光器一体化技术 • HF公司预计在2012年产生收入 • 正泰集团投资西班牙加利西亚建太阳能发电厂
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太阳能发电系统原理及分类
• 太阳能发电系统分为太阳能热发电和太阳能光发电 • 根据热电转换方式有：集中式太阳能电站和分离型太阳 能电站。塔式太阳能电站是集中型的一种。 • 光伏发电分为独立光伏系统和并网光伏系统 • 并网光伏发电系统可分为带蓄电池的和不带蓄电池的。 带蓄电池的具有可调度性，常安装在居民建筑。不带蓄 电池的一般安装在较大系统上 • 宇宙空间太阳能电站的研究
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目前我国太阳能站示范项目
• 1MW上海崇明岛项目 • 255KW内蒙古鄂尔多斯项目 • 10MW敦煌并网发电项目（国投电力以1.09元 电价取得）
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国内太阳能产业政策
• 太阳能屋顶计划明年估计取消 • 官方取消太阳能屋顶补贴的最大原因，应该是与金太阳 示范工程重叠有关 • 太阳能屋顶计划：主要针对光电建筑，包括在经济发达、 产业基础较好的大中城市积极推进太阳能屋顶、太阳能 墙壁等光电建筑一体化示范，以及支持在农村与偏远地 区发展离网式发电为主 • 金太阳示范工程：主要是国家将依照太阳能发电系统及 其配套输配电工程总投资的50～70%给予补助：原则上 每省（含计划单列市）示范工程总规模不超过20MW， 并计划2～3年内，采取财政补贴方式支持不低于 500MW太阳能发电示范项目
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太阳能槽式热发电系统采用多个抛物线槽型镜面集热器，将太阳能光聚集到位于焦线的中心管 上，使管内的导热介质加热至350-390度，然后循环的被加热介质经热交换产生过热蒸汽，过 热蒸汽推动常规的汽轮发电机组发电。槽式太阳能热发电系统包括五个子系统。一是聚光集热 子系统。由聚光镜、接收器和跟踪装置构成。接受器中的集热管一般采用长4米、直径70毫米 的不锈钢内管。在不锈钢内管上镀有选择性涂层，用于吸收太阳能光热。不锈钢管外边还有一 层耐高温的真空玻璃管，中间被抽取真空后保持一定真空度，以达到隔热保温效果。二是换热 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。三是发电子 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。四是蓄热子系统。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。五是辅助能源 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。目前槽式热发电系统的功率可达10-1000兆瓦，是目前所有太阳能热发电站中功率最大， 也是目前最具商业化运用条件的太阳能发电模式。
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太阳能市场
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• 全球市场 • 国内市场 • 太阳能发电技术和应用
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主要太阳能热发电技术
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光伏
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将太阳光辐射能通过光伏效应直接转换为电能，称为太阳能光伏发电技术。太阳能光伏发电 系统主要由太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器和用户负载等组成。其中,太阳能 电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,用户负载为系统终端。从上世纪 7O年代中期开始地面用太阳电池商品化以来，晶体硅就作为基本的电池材料占据着统治地位。 以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳 能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高；非晶 硅太阳电池具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较快；多晶硅 太阳能电池则具有稳定的转换效率。而且性能价格比最高；薄膜晶体硅太阳能电池近年有了快 速发展，但现在还占不到光伏发电的6%。从目前来看，薄膜电池虽有很好的发展潜质，但单晶 硅与多晶硅电池仍是较长时间内的主流产品。太阳能光伏发电技术日新月异，企业转换率已达 17%，实验室转换率已达24.7%，每年的平均增长速度超过0.2%以上。由于太阳能光伏发电具 有安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得、无机械转动部件、故障率低、维护简便、无人 值守、建站周期短、规模大小随意和无需架设输电线路、方便与建筑物结合等特点，它已成为 太阳能发电最基本、最普遍和最有前景的应用形式。
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全球市场
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2009年全球光伏市场
• • • • • 2009年全球新装的光伏发电系统：4GW 德国：1.5GW 意大利：580MW 西班牙、加州、日本：各300～400MW 意大利成为新的亮点：意大利政府推出极具吸 引力的光伏补贴政策 • 日本也成为新的增长点：2009年1月起日本恢复 了面向家庭用途的补助制度，每千瓦补助7万日 元