蝶式、槽式 、塔式太阳能发电区分详解

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太阳能热发电种类

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塔式 碟式 规模化 分布式 幻灯片2

三种常用太阳能热发电系统

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6.3 碟式太阳能热发电系统

● ??碟式太阳能热发电系统是利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳聚焦到一个焦点。 ● 碟式系统的太阳能接收器也不固定，随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动，克服了

塔式系统较大余弦效应的损失问题，光热转换效率大大提高 ● 碟式接收器将太阳聚焦于旋转抛物面的焦点上，

而槽式接收器则将太阳聚焦于圆柱抛物

吸热器/发

聚光器

聚光

吸热器

定日镜

吸热器

面的焦线上，因此碟式接收器可以产生高温。

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系统特性

●高聚光比：500-2000

●聚光表面温度：1000-1300℃

●效率高：28-30%

●面积不可能太大，因此功率1~50kW。

●太阳能利用效率高：国外文献报道：该系统可将85.6kW的辐射能转化成26.75kW 的

电能，最高效率31.25%

●发电规模灵活，安装简便，不需用水沙漠等缺水区域可用。

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系统组成

●碟式抛物面太阳能聚光器

●碟式太阳能集热器

●斯特林发动机

●发动机及电输出系统

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碟式抛物面太阳能聚光器小聚光镜组合式

结构简单，造价低

间隙，面积利用率低

镜面张膜式

结构简单，造价低

聚光镜拼接式

面积利用率高，精度高

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碟式太阳能集热器

●间接式集热器

●相变换热，碱金属（钠、钾，钠钾合金等）

●热量传递快、容量大，温度恒定

相变式、热管式、混合式

●直接式集热器

●温度分布极不均匀

发电不稳定，不均匀

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斯特林发动机（引擎）●Stirling Engine

●苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling ●1816年，申请专利。

●热机、外燃机

●理论效率——最大效率，卡诺循环效率

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斯特林机

●α- 型斯特林机：两个独立动力活塞，热活塞密封，精密加工

●β- 型斯特林机：隔离活塞，直线型气缸，斯特林申请专利机型，工艺易实现，最适用

机型

●γ- 型斯特林机：与β类似，但动力活塞和隔离块分开，也是最适用机型

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碟式热发电系统的优点

●光热转换效率高达85%左右，在三类系统中位居首位；

●使用灵活，既可以作分布式系统单独供电，也可以并网发电。

●气动阻力低、发射质量小，因此近年来研发主要集中于具有更小单位功率质量比的空间

电源应用领域，今后的研究方向主要是提高系统的稳定性和降低系统发电成本两个方面。

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碟式系统的缺点

●1）造价昂贵，在三种系统中也是位居首位，目前碟式热发电系统的初投资成本高达

4.7～6.4万元/kW；

●（2）尽管碟式系统的聚光比非常高，可以达到2000℃的高温，但是对于目前的热发电

技术而言，如此高的温度并不需要甚至是具有破坏性的。所以，碟式系统的接收器一般并不放在焦点上，而是根据性能指标要求适当地放在较低的温度区内，这样高聚光度的

优点实际上并不能得到充分的发挥；

●（3）热储存困难，热熔盐储热技术危险性大而且造价高。

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6.4 槽式太阳能热发电系统

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●槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦到集热器，加热传热工质，在换热器内产生蒸汽，推动

汽轮机带动发电机发电的太阳能热发电系统简称槽式太阳能热发电系统，也称分散型太阳能热发电系统。

●聚光集热器分散布置，并联或串联后将工作介质汇集到一起

●4部分组成；

●聚光集热装置：

●辅助能源装置：

●蓄热装置：

●汽轮发电装置：

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太阳能热发电原理聚光集热子系统

热-功-电转换子系统

蓄热子系统

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白天工作模式1 —直接发电

聚光集热子系统

热-功-电转换子系统

蓄热子系统

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S

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S

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6.4.3 特点

●槽形抛物面镜集热器——线聚焦集热器，聚光低，吸收器散热面积大，介质温度一般不

超过400 ℃，属于中温系统

●集热器安装于地面上，安装和维护方便，各类集热器可同步跟踪，降低控制成本。

●缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，使得输热管路复杂，热损失和阻力较大。

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6.4.4 槽式太阳能发电系统发展现状

●20世纪70年代末，美国、西欧、以色列和日本做了大量研发工作，取得了较大进展。

●20世纪80年代初期，以色列和美国联合组建了鲁兹（LUZ）太阳能热发电国际有限公

司。

●从成立开始，该公司就集中力量研究开发槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统。

●5年后实现产品化，可生产14-80MW的系列发电装置

●1985~1991期间在美国建成了9座大型商用热发电系统，总装机容量354MW，并网运

行，年发电10.8亿度，至今仍在运行

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导热油为介质，水蒸气工作

无蓄热装置

天然气补燃

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●随着技术的完善，效率提高，建造费用下降，发电成本下降

●效率：11.5%——13.6%

●建造费用：5976——3011美元/千瓦

●发电成本：26.3美分——12美分/度

●雄心勃勃，计划到2000年总装机容量800MW，发电成本降低到5-6美分/度，但最后

破产。——90-91年石油价格下跌，经费减少

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●西班牙和日本等国的示范工程也取得很好的结果

●西班牙南部阿尔梅里亚建设了2台500KW的太阳能发电系统，164台聚光镜，总集热