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1、2009年第3期(總第54期)2009年6月院士論壇太陽能熱發(fā)電技術張耀明(東南大學太陽能技術研究中心,江蘇南京210008)摘要:敘述了太陽能熱發(fā)電技術的分類及其在我國的應用前景。關鍵詞:太陽能;熱發(fā)電中圖分類號:TM615文獻標識碼:A文章編號:1674239972(2009)0320001204SolarThermalPowerGenerationTechnologyZHANGYao2ming(Solarenergytechnologyresearchcenter,SoutheastUniv
2、ersity,JiangsuNanjing210008,China)Abstract:Describestheclassificationofsolarthermalpowergenerationtechnologyanditsapplicationprospectinourcoun2try.Keywords:Solar;Thermalpower應用前景之廣闊。太陽能熱水器的應用節(jié)約了能0引言源,但不能從根本上解決能源短缺的問題。利用太能源短缺、資源枯竭、環(huán)境污染等問題已嚴重影陽能發(fā)電是解決當前能
3、源、資源和環(huán)境等問題的一響人們的生活和制約社會的發(fā)展。各國競相開展水種有效途徑和方法。能、風能、地熱能、生物質能、潮汐能、太陽能等清潔[1211]1太陽能熱發(fā)電技術和可再生能源的應用研究,尤其是太陽能的應用研究最為廣泛。太陽能發(fā)電種類很多(見圖1),目前,較為成熟我國太陽能的利用雖然起步較晚,但太陽能熱的有太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電。水器等行業(yè)已形成千億元規(guī)模的產業(yè),可見太陽能太陽能光伏發(fā)電太陽能直接光發(fā)電太陽能光感應發(fā)電等塔式太陽能熱發(fā)電聚光類太陽能熱發(fā)電槽式太陽池熱發(fā)電碟式太陽能熱發(fā)電等太陽
4、能間接光發(fā)電真空管太陽能熱發(fā)電太陽能發(fā)電太陽能熱發(fā)電非聚光類太陽能熱發(fā)電太陽池熱發(fā)電太陽能間接光發(fā)電太陽能熱氣流發(fā)電等太陽能熱離子發(fā)電太陽能直接光發(fā)電太陽能熱溫差發(fā)電太陽能熱磁流體發(fā)電等太陽能光化學發(fā)電太陽能光生物發(fā)電等圖1太陽能發(fā)電的種類太陽能熱發(fā)電是利用聚光器聚集太陽能,經吸收稿日期:2009204202收器吸收后,轉化成熱能,產生高溫蒸汽或氣體進入作者簡介:張耀明,1943年生,男,江蘇無錫人,1965年畢業(yè)于上海同濟大學應用物理系,教授,博士生導師。中國工程汽輪發(fā)電機組或燃氣輪機發(fā)電機組產
5、生電能。院院士、南京市科協主席、東南大學太陽能技術中心主任?！?·2009年第3期2009年6月按聚光形式不同,太陽能熱發(fā)電可分為塔式太增加潛式蓄熱裝置,建成10MW的太陽2號(Solar陽能熱發(fā)電、槽式太陽能熱發(fā)電和碟式太陽能熱發(fā)Two)(見圖3、圖4),效率提高了40%。電。[12216]1.1塔式(powertower)太陽能熱發(fā)電塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的基本形式是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡群,將陽光聚集到1個固定在塔頂部的接收器上,用以產生高溫。加熱工質產生過熱蒸汽或高溫氣體,驅動發(fā)電機組發(fā)電
6、,從而將太陽能轉換為電能(見圖2)。圖3SolarTwo全景圖4SolarTwo工作原理示意圖圖2塔式太陽能熱發(fā)電聚焦圖1.1.5輔助能源子系統(tǒng)塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)包括:聚光子系統(tǒng)、集熱在夜間或陰雨天,一般采用輔助能源系統(tǒng)供熱,子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)和輔助能源子系否則蓄熱系統(tǒng)過大會引起初始投資的增加。統(tǒng)。具有規(guī)模大、熱傳遞路程短、熱損耗少、聚光比1.2槽式(parabolictrough)太陽能熱發(fā)電和溫度較高等特點,極適合于大規(guī)模并網發(fā)電。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是將多個槽型拋物面聚1.1.
7、1聚光子系統(tǒng)光集熱器經過串并聯的排列,產生高溫,加熱工質,包括定日鏡群和跟蹤裝置。采用雙軸跟蹤,以產生蒸汽,驅動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電(見圖5)。確保每臺定日鏡的反射光線進入集熱系統(tǒng)的接收器內;定日鏡微弧度的鏡面保證太陽光聚焦到塔頂的接收器,定日鏡群的成本占總投入的一半以上。1.1.2集熱子系統(tǒng)包括定日鏡場中間或南方的豎塔和豎塔頂部的接收器。豎塔的高度取決于電站容量。接收器主要有空腔式和外露式2種型式。豎塔在鏡場中間時,一般選用外露式接收器,豎塔在鏡場南方時,選用空腔式接收器。1.1.3發(fā)電子系統(tǒng)按照
8、工質是水還是氣體選用汽輪機組或燃氣輪機組,其基本組成與常規(guī)發(fā)電設備類似。但同時需圖5槽式太陽能熱發(fā)電聚焦圖要具備工作流體來源于接收器和輔助能源系統(tǒng)的切槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)具有規(guī)模大、壽命長、成換裝置。本低等特點,非常適合商業(yè)并網發(fā)電。整個系統(tǒng)包1.1.4蓄熱子系統(tǒng)括:聚光集熱子系統(tǒng)、換熱子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、蓄熱太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在早晚或云遮間隙必須依靠子系統(tǒng)和輔助能源子系統(tǒng)。儲存的能量維持系統(tǒng)正常運行。蓄熱的方法主要有1.2.1聚光集熱子系統(tǒng)顯式、潛式和化學蓄熱3種方式,美國在10M
