太阳能光热发电的原理、发展现状与发展前景

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第5期2013年5月

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太阳能光热发电的原理、发展现状与发展前景

张懿啸1井

园2

（1.华电新能源甘肃分公司，甘肃兰州730010；

2.兰州理工大学技术工程学院，甘肃兰州730050）

摘要：从当前的能源使用与供应来看，可持续利用的能源较少，越来越多的国家开始重视可持续能源的利用与开发。作为一种新型能源，太

阳能光热发电掀起了当前新的研究热潮，本文主要介绍了太阳能光热发电的工作原理、发展现状与发展前景。

关键词：太阳能太阳能光热发电发展现状发展趋势

随着全球气候的变化、自然灾害频繁发生，环境污染和能源利用问题成为制约世界经济发展的关键因素。当前中国发展过程中同样遇到能源问题的挑战。电能作为经济发展的基础动力，其经济与合理性推动着全社会的发展。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，据统计，全世界每年的能源消耗量仅为太阳40分钟内照射到地球上所释放的能力。因此，利用太阳能发电成为当今能源利用的一个新热潮。

一、太阳能光热发电概述[1,2]

太阳能光热发电与传统的发电站不一样，他是通过聚集太阳辐射的能量，将热能转变成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的，这种发电方式叫做聚光式发电。美国从1984就已经开始利用光热进行发电，后来由于石化能源的价格下跌，取消了该方面的项目支持，直到2006年，随着能源危机的爆发，发达国家开始大面积的建设和规划光热发电项目。光热发电属于一种绿色环保的发电方式，由于太阳能具有取之不尽、用之不竭的优势，利用太阳能进行光热发电对于人类经济社会的可持续发展具有重要的意义。

按照聚集热量方式的不同，太阳能光热发电分为塔式、槽式和碟式三种。塔式太阳能发电是采用“点聚焦”原理制成的，通过无数个定日镜，将太阳光反射到位于高塔顶部的太阳炉表面的一个点上，在其上面可产生高达2000℃的高温，利用高温蒸汽的推动力使汽轮机发电，塔式太阳能光热发电站的的热效率在15％以上；槽式太阳能光热发电技术采用的是“线聚焦”原理，利用槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦反射到集热管上，通过集热管的传热工质加热到高温，推动常规汽轮机发电。其目前是商业化运行最多一种光电发热方式。碟式光电发热主要是采用盘状抛物面聚光集热器，通过聚光将高温聚集到热点转换装置上，这种光热发电方式可单台使用，多适合远离电网的山区。

二、国内外光热发电现状[3-5]

国外从l8世纪80年代年就开始研究太阳能光热发电技术，但直到1984年美国和西班牙才开始大规模应用。之后随着能源危机的爆发和技术的不断完善，应用太阳能光热发电技术的国家越来越多，目前美国在太阳能光热发电上的利用最多，根据国际能源署计划，2015年前全世界将会再建造5000MW 太阳能光热发电站，到2025年，全球光热发电装机容量将会突破35GW。

国内从20世纪70年代开始研究太阳能热发电技术，中间由于国内需解决的问题较多而一度中断，到20世纪9O 年代国家又开始支持光热发电研究，除国内的科研院所带领研究外，国内外的许多企业也开始积极的寻找合作机会，在中国开始太阳能光热发电项目的建设与研发。2007年6月，中国第一座70千瓦的太阳能光热发电系统在南京通过验收，2010年7月，亚洲第一座塔式太阳能光热发电系统在北

京延庆开工建设，2011年4月，在内蒙古鄂尔多斯投资建立的太阳能光热发电项目，预计每年可发电1.2亿千瓦以上。

三、太阳能光热发电技术发展前景[6-8]

作为亚洲太阳能光热发电产业的一个新兴市场，中国拥有巨大的市场与良好的发展前景。从2011年的中国清洁电力论坛博览会的数据看，中国在太阳能光热发电上的利用呈现逐年增长的趋势，到2050年会达到65070万千瓦。

1.光热发电的技术应用前景

光热发电的主要技术应用前景表现在以下几个方面。第一，与火电厂联合发电，这种运行方式将成为光热发电的一个重要发展趋势；第二，电站规模扩大，降低太阳能光热发电成本的重要途径之一就是建设大容量的太阳能发电站，同样的条件下，容量越大，发电站的效率越高，另外大型的太阳能光热发电还能支持海水淡化工程，光热电站可以利用汽轮机取海水进行多效蒸馏，淡化海水；第三，建立分布式发电系统，这种发电系统有助于解决偏远山区的供电问题，蝶式发电系统最适合，但由于其发电技术还不成熟，因此多采用槽式发电系统。

2.太阳能光热发电技术的未来研发方向

太阳能光热发电将沿着“大容量、高参数、连续发电”这几个方面进行研发，大容量主要是通过提高发电规模，减少发电投资与成本，逐步达到火力发电的成本要求；高参数就是提高光热发电的运行温度、转换效率和聚光度，在这个方面的研发难度最大，尤其是核心技术和关键设备的研发；发电连续性是提高储热效能，蓄热技术的研发可以改变太阳能发电受昼夜的影响，大大提高发电的效率和稳定性。

综上所述，太阳能光热发电主要分为塔式、碟式和槽式三种，当今由于石油需求的加大，二氧化碳排放量增加，环境问题成为目前能源利用方式的主要决定因素，通过科研的不断发展和太阳能光热发电在缓解气候变暖上的关键作用，在今后的发电研究中太阳能热发电技术将会在人类能源结构中占有举足轻重的地位。

参考文献

[1]冯晋霞,王帆.可再生能源态势下中国光热发电的前景探析[J].北京电力高等专科学校学报,2011,1:64.

[2]张明宝,张春伟,唐卉.浅析太阳能光热发电技术的发展[J].锅炉制造,2011,6:41-46.[3]于萍,穆元春.太阳能光热发电的发展[J].玻璃,2012,249(6):36-38.[4]李琼慧.太阳能光热发电发展现状与市场前景[J].行业展望,2011,8:28-31.[5]陈昕,范海涛.太阳能光热发电技术发展现状[J].能源与环境,2012,1:90-92.[6]王泽凯.太阳能光热发电技术应用与发展[J].玻璃,2012,249(6):30-35.[7]陶仕梅,刘涛,赵志强.太阳能光热发电技术综述[J].东方汽轮机,2011:19-24.[8]鹏飞.中海阳助推太阳能光热发电新发展[J].太阳能,2012,8:31.

综述

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