【《太阳能光热发电分类概述》2700字】

太阳能光热发电分类概述目录TOC\o"1-3"\h\u16726太阳能光热发电分类概述 117951.1槽式光热发电技术 1158131.2碟式光热发电技术 2228041.3线性菲涅尔式光热发电技术 39191.4塔式光热发电技术 4取决于CSP技术，集中方法和接收者会有所不同。主要分为点聚焦和线聚焦两种聚光方式：点聚光方法是一种以点为中心的CSP电站，该站使用两轴跟踪器跟踪太阳的轨迹并将辐射能量聚焦在点接收器上；线聚光方法是一种集中于线的CSP电站，该站使用单轴跟踪器跟踪太阳的光线得方式，并将光聚焦在线接收器上。两种聚光方法各由优缺点。点聚光法的浓度高,传热回路中部分的热损失很小,容易达到高温系统工作所需要的温度。线性集中法具有简单的结构,并且基本上采用了单轴追踪装置。跟踪设备的成本比较低。接受器由固定式接受器和可移动式接受器组成。固定式的接收器是一种独立于发电厂集中式聚光设备;当一个可以移动的接收器集中器搭配使用时，可以收集比单独使用更多的能量。根据使用集中式光的不同使用处理方法不同以及光接收者的需求差异,全球的CSP技术通常大致可以将其划分成四类。这四类CSP技术主要分别涉及应用到线性槽式光热发电技术、碟式光热发电技术、碟式光热发电技术、线性菲涅尔式光热发电技术以及塔式光热发电技术。1.1槽式光热发电技术图2-2槽式集热系统当通过槽式太阳能光热发电(PTSP)时,抛物线镜就用于收集太阳能,利用的特点就是抛物表面型状反射镜的高聚集性。利用其几何性质,抛物表面反射镜把太阳光聚焦成一条垂直线并形成了太阳光聚焦点的曲线。将集热管直接安装在聚焦线上,利用反射器所接收集到的阳光,就可以用来加热集热管内部中的传热介质,实现光能向热能的单向转换。为适应太阳的移动，在抛物面反正镜下安装跟踪轴，反射镜和热采集管可以随着太阳的移动而连续改变角度。当前,大多数已经开始运行的槽式光热发电厂都是以传热油作为主要的传热介质,加热后传热油直接进入热交换系统,对于储存在其中的传热介质进行加热。大多数采用蒸汽水作为传热介质,水工质的流体被进行加热,汽化并且过热以形成一种过热蒸汽。过热的蒸汽继而驱动蒸汽轮机旋转，通过汽轮机的旋转带动电机做功，产生机械能进而转换为电能。热量传递后的水工质流体被冷凝，然后返回到热交换系统以进行再循环。槽式CSP系统通常由抛物线形槽式反射器、集热管、蓄热装置、蒸汽轮机单元和辅助发电系统组成。在槽式CSP系统的情况下，反射器和收集器管通过先串联然后并联的方式，以便通过模块化结构形成大的收集器场，尽可能多的收集太阳能的光热。槽式太阳能热发电(PTSP)是当前最成熟的太阳能热发电的商业方法。太阳能发电的优势在于低成本的投资，先进的研究技术，发电系统的简单结构以及丰富的运行经验。它们可以与化石燃料和其他可再生能源相结合使用。然而，槽式太阳能热发电技术使用线聚焦方法来收集太阳能。导致光的浓度相对较低，并且很难使系统在更高的温度下运行。随着温度升高，它降低了集热效率。因此，蓄热装置的性能存在缺陷，此项缺点在实际运行中不会给电厂带来任何好处。槽型CSP系统具有长的传热周期和较大的热损失，因此只能实现11%至16%的光电转换效率。1.2碟式光热发电技术图2-3碟式集热系统碟式太阳能发电系统又被人们简单地称之为盘型太阳能发电系统。这种系统采用旋转抛物面镜把太阳光线凝聚在一个焦点。位于焦点区域处的太阳能接收器把所采集到的太阳能光转换成具有一定温度的热能,对其传热介质进行加热,继而采用传热介质对其所工作介质进行加热,以推动热循环,使发电机正常运行。或者在中心直接安装一台太阳能斯特林发电设备。碟式CSP系统采用了在系统内部的驱动设备控制外部驱动装置来控制碟式集中器,通过一个双轴聚光器自动地跟踪太阳的运行。碟式光热发电系统由旋转式抛物面镜、接收器、追踪装置及储热设备组成。反射镜既可以说是由聚焦在相同一点上的多个反射镜所组成,也可以说它们都是一个完整的抛物镜面。碟式光热发电系统中的反射器采用了点聚焦方法将太阳光全部集中放在移动的接收机上,因此这些太阳光得以充分集中的利用,使得光热转化的效率极其高,达到85%。每个碟式太阳能供热发电机组都可以单独地进行发电,具有较高的能量转化率和灵活性，对地形的要求相对较少。然而，斯特林发电机的尺寸、风量因素、发电机的重量分布、自身重量、等对反射器的影响很大，而且斯特林热机技术尚未达到相对成熟的技术水平，仍需要进行改进与创新，因此仍然需要对碟式太阳能热发电系统进行探索与改进，使其在高转换率的前提下可应用于各种复杂的环境和地区。1.3线性菲涅尔式光热发电技术图2-4线性菲涅尔式集热系统菲涅尔式光热发电的聚焦方法类似于槽型CSP技术，都使用线性聚光法。不同之处主要在于,菲涅耳CSP系统中所使用的是一组平面镜子来直接代替了槽式系统中的抛物线曲面镜来进行聚焦。每个平面镜的运动倾斜和角度都是可以单独地调节,以适应太阳的运动轨道,太阳辐射在菲涅尔镜像焦点上的一个吸热管中,反射出大量的太阳能,将其从空气中的太阳能转换成热能。线性菲涅尔CSP系统主要由线性菲涅耳集热器、冷凝器、发电机和其他设备组成。菲涅尔聚光器把所有传热介质中所有聚集的太阳能都转换成了一种非常高温的热能,并产生高温蒸汽。当中的蒸汽被输送到一台经由汽轮电机驱动的发电机,推动这台汽轮发电机的汽轮转动从而可以开始快速进行驱动发电机的发电工作。汽轮机出气口处采用低温、低压空气冷凝设施，蒸汽经低温冷凝器进行冷凝,然后返回集热器。线性菲涅尔发电机组系统也可以说是一个很简化的槽式风力发电机组。与后者的曲面镜技术相比,平面镜虽然具有技术上的投资费用高、制造工艺上的难度小等优点,但是将前者的聚焦精确率与后者采用槽式聚焦的精确率相进行了比较,效果较差。存在效率低，温度低的缺点。1.4塔式光热发电技术图2-5塔式集热系统塔式光热发电站的太阳岛装置由数百或千余个定时日镜组成,这些定时日镜会把太阳光线从塔顶反射出来,反射到到一个固定接收塔顶部。位于接收器上的吸热器利用其所吸收的光能来对在接受器内流动的高温工作流体进行加热,将其中的光能转化为一种高温的热能。储热系统设备主要包括高温储热容量设备和低温储热容量设备。在吸热器中所有接收了高温热能的介质都被存放到高温的存储设备中。高温介质使用蒸汽发生器把水加热到饱和的蒸汽,失去了热能的介质被传输到低温贮藏罐,为进行循环做好准备。塔式CSP系统具有很高的聚光度，可以达到的系统工作温度高达500-1500°C。具有极强的储热技术，适合于大规模的商业运营。这是未来CSP技术的重要发展方向。当前，光伏电站设备的建设成本和日常维修费用低于塔式太阳能热电站，但是存储