太阳能热发电技术概述

太阳能热发电技术概述

摘要:介绍了太阳能热发电的工作原理，太阳能热动力发电的系统的组成基本类型, ,指出太阳能热发电系统的发展现状和未来趋势。

关键词:太阳能热发电; 发展现状; 能源

1、基本原理：利用一种装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。先将太阳辐射能转换成为热能，然后再按照某种发电方式将热能转换为电能，这种发电方式称为太阳能热发电。

2、基本类型：

（1）太阳能热动力发电。就是利用聚光太阳能集热器将太阳辐射能收集起来，加热水或通过其他传热介质加热水，使之产生蒸汽，驱动动力发动机，再带动发电机进行发电。也就是说，太阳能热动力发电是先把太阳辐射能转换为热能，再把热能转换成机械能，最后再把机械能转换为电能。这种类型的太阳能热发电技术目前已达到实际应用的水平。

（2）太阳能热能直接发电，包括利用半导体材料或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电、碱金属的热电转换、磁流体发电等。也就是说，太阳能热能直接发电是先把辐射能转换为热能，然后把热能直接转换为电能。其特点是发电装置无活动部件，但它们目前的发电功率均很小，有的仍处于原理性试验阶段。

3、太阳能热动力发电系统组成：集热系统、热传输系统、储热与热交换系统、和发电系统等。如图1所示：

图1 太阳能热动力发电系统组成

4、太阳能热动力发电系统的主要类型：

根据聚光太阳能集热器的类型，可以将世界上现有的太阳能热动力发电系统分成三大类：

（1）槽式系统——利用槽型抛物面反射镜，将太阳辐射聚焦到真空管集热器，对传热介质进行加热，然后在换热器内产生蒸汽，推动汽轮机，带动发电机发电。如图2所示。

图2 槽式抛物面聚焦太阳能热动力发电系统

（2）塔式系统——利用多台平面反射镜，将太阳辐射聚焦到一个高塔顶部的接收器上，转换成热能后传给工质，经过蓄热装置，再输入热动力机，带动发电机发电。如图3所示。

图3 塔式太阳能热动力发电系统

（3）蝶式系统——利用盘状抛物面反射镜，将太阳辐射聚焦到位于焦点处的接收器，直接驱动设置在该处的发动机，带动发电机发电。如图4所示。

图4 蝶式太阳能热动力发电系统

5、发展现状：

（1）国际发展现状

自20 世纪80 年代初研究试验成功后,经过不断发展与改进,目前美国已有11 座大型商用太阳能热发电系统在并网运行,总装机容量约为36. 5 万kW;在日本、法国、以色列、意大利、西班牙、德国、俄罗斯、澳大利亚等国也积极开展了太阳能热发电的研究开发工作,并建设了试验示范系统。这些发达国家正处于太阳能热发电商业化的前夕,政府和工业界正联合采取措施大力推进其商业化进程。专家们预测,2020 年左右,太阳能热发电系统将在发达国家实现商业化,并逐步向发展中国家因地制宜地扩展。

（2）我国太阳能热发电现状

20 世纪70 年代末,我国有些科研院所和高等院校也对太阳能热发电开展了应用基础研究工作,并建立了模拟试验装置。从总体上来说,截至目前,我国太阳能热发电技术的实际应用尚未真正起步,尚无工业化的装置,也无应用实例。

6、未来展望：

随着新技术、新材料和新工艺的不断发展,研究开发工作的更加深入,应用市场的不断扩大,太阳能热发电系统的造价是完全可能大为降低的。同时随着常规能源的涨价和资源的逐步匮乏,以及大量燃用化石能源对环境影响的日益突出,发展太阳能热发电技术将会逐渐显现初其经济社会的合理性。特别是在常规能源匮乏、交通不便而太阳能资源丰富的边远地区,当需要热电联合开发时,采用太阳能热发电技术是有利的、可行的。

参考文献

[1 ] 中国太阳能学会.太阳能利用的理论基础[M].1981.

[2 ] 何梓年. 太阳能热利用[M] . 中国科学技术大学出版社,2009.

[3 ] 张耀明. 太阳能热发电技术[J] . 前沿,2009年7月号.

Abstract

This paper describes the working principle of solar thermal power generation, solar thermal power generation system, the composition of the basic types, that the development of solar thermal power system status and future trends.

Key words: solar energy2based thermal power generation; the state of the art; energy sources