太阳能光热发电特点、类型与前景分析

太阳能光热发电特点、类型与前景分析

发表时间：2017-12-01T09:58:43.030Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：杨阳

[导读] 摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。

（全球能源互联网集团有限公司北京 100031）

摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。作为一种新型的能源开发利用模式，光热发电极有可能发展为新的投资热点。本文介绍了太阳能光热发电的特点，分析了光热发电系统的主要类型，探讨了光热发电的前景。

关键词：太阳能；光热发电；应用前景

引言

随着全球气候温升变化、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。当前中国经济社会发展过程中同样面临能源问题的严峻挑战，电能作为经济发展的基础动力，其经济性与合理性影响着全社会的发展。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量。太阳能光热发电逐渐成为当今能源利用的一个新热潮。

一、光热发电的特点

太阳能光热发电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，这种发电方式叫做聚光式发电。美国从1984就已经开始利用太阳能光热进行发电，后来由于石化能源的价格下跌，美国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规划和建设光热发电项目。

（1）光热发电是通过“光--热--功”的转化过程实现发电的一种技术。光热发电在原理上和传统的化石燃料电站类似，两者最大的区别在于输入的能源不同。光热发电利用的能源为太阳能，通过聚光器将低密度的太阳能聚集成高密度的能量，经由传热介质将太阳能转化为热能，通过热力循环做功实现到电能的转换。

（2）太阳能光热发电从其发电原理上来看，是一种绿色能源的绿色利用方式，且太阳能资源是世界上分布最广泛的、取之不尽、用之不竭的可再生能源。从这个意义上看，太阳能光热发电技术的发展对于人类经济社会可持续发展具有重要意义。

二、光热发电系统主要类型

1、槽式发电系统

所谓槽式太阳能光热发电系统，其全称为槽式抛物面反射镜太阳能光热发电系统，其主要是把若干个槽型抛物面聚光集热器实施串并联形式的排列，通过太阳能来针对热管当中的工质进行加热，使得内部生成高温蒸汽，以此来推动汽轮发电机组来实现发电的功能。槽式太阳能聚光系统的聚光比通常在10～100之间，其以油为导热流体（工质）的聚热温度最高能够到达400℃，而以混合硝酸盐（工质）为导热流体最高能使集热温度达到550℃。相对来说，后者的发电效率较高[2]。除此之外，因为太阳光照存在时间不均匀的特征，这就需要应用其他措施或是构建蓄热系统来进行有效的补充。

2、线性菲涅耳反射器系统

最近几年以来，线性菲涅耳反射器系统开始逐渐兴起，这种系统主要是从最早的槽式太阳能发电系统不断改进优化后研发的。线性菲涅耳反射聚光器主要包括跟踪装置、反射镜场以及接收器这三个部分。所谓主反射镜场，主要是依靠若干个平面镜条共同组成的一种平面镜阵列，平面镜自身的转动轴（长轴）处在相同的平面中，通过跟踪装置的设定，使得平面镜能够绕着转动轴转动，达成跟随太阳转动的目的。当平面镜接受的发射光聚集在接收器的受光口以后，接收器则主要接受主反射镜当中的反射光，通过针对吸收钢管流动工质进行加热，就能够将光热转化成热能。线性菲涅耳反射器系统主要是利用菲涅耳结构当中的聚光镜来代替传统的抛物面镜，而其结构当中的集热管也具备二次反射的作用，聚光效率能够达到常规抛物面型集热器的3倍左右，而建设费用则能够减少一半。

3、塔式发电系统

塔式太阳能光热发电系统主要包括发电系统、主控系统、蓄热槽、接收器以及定日镜群这几个结构。通过在地面上建设一定数量的定日镜（自动跟踪太阳进行转动的球面镜群），而在这个定日镜群当中选择合适的位置构建一座高塔，在高塔的定点位置建设接收器，下面的定日镜群能够让太阳光汇聚成点状，集中照射到锅炉上面，能够让接收器当中的传热介质到达对应的温度，同时利用管道传递到地面的蒸汽发生器，生成高温蒸汽，最终实现发电的目的。相较于槽式太阳能发电系统而言，塔式太阳能发电系统的聚光比要更高，一般为300～1500之间，而运行温度也达到了1000～1500℃之间。塔式太阳能发电系统当中，接收器是至关重要的部分，依照导热介质的类型，现在主要包含空腔型与外部受光型。

4、碟式发电系统

碟式太阳能光热发电系统又可以称为盘式太阳能发电系统，属于世界上最早开发的太阳能动力系统。其主要是由若干个镜子共同组成的抛物面反射镜构成，通过接收在抛物面当中的焦点，具有非常高的聚光比，通常都能够达到3000以上，在焦点位置生成的温度非常高，通常可以达到750～1500℃之间，所以碟式太阳能发电系统具有非常高的热机效率。最近几年以来，碟式太阳能发电系统的发展主要集中在开发单位功率质量比更小的空间电源。

三、光热发电的前景

太阳能光热发电比光伏发电、风力发电更加有助于电网的稳定；并且避免了光伏发电中成本较大的硅晶光电转换过程，降低了成本，免除了污染，将作为新能源开发利用的主要角色。我国的太阳能资源非常丰富，特别是西部与北部地区，广阔的土地及丰富的太阳能资源能够适合光热发电大范围发展的需求。

太阳能光热发电产业的未来发展可从两方面阐述，一方面是建立配置储能装置的大型光热电站和建立光热与天然气联合型电站等，另一方面采取光热发电的分区布置式应用，包含在海岛、偏僻地区运用光热发电促成供电、供热以及海水淡化，在具备工业用热所需领域推广建立光热热电联合产业等。

结语

太阳能光热发电拥有广阔的发展前景，应加大对太阳能光热发电相关技术的研究，并在太阳能较为丰富的地区重点展开光热发电产

浅析光热发电技术

浅析光热发电技术 关于太阳能的能源利用方面，目前有两种，一种是光伏发电：利用太阳能电池板将光能转化为电能；另外一种是光热技术：利用太阳能的高温将光能转化成热能。我国太阳能热发电正处于起步阶段，十一五规划中的863计划就有关于太阳能光热发电的项目,此前一段时间内，光热技术主要是以太阳能热水器或者太阳能聚热厨具为主。随着国家的重视与提倡，光热发电技术正以一种蓬勃的姿态展现在人们的视野之中。那么光热发电技术是如何利用太阳能发电，又是如何分类呢？下面就围绕这两个问题简要分析一下光热发电技术。 光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能，将传热介质加热到几百度的高温，传热介质经过换热器后产生高温蒸汽，从而带动汽轮机产生电能。此处的传热介质多为导热油与熔盐。通常我们将整个的光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。 集热系统：集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。如果说集热系统是整个光热发电的核心，那么聚光装置就是集热系统的核心。聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。其反射率、焦点偏差等均能影响发电效率。目前国内生产的聚光镜，效率可以达到94%，与国外生产的聚光镜效率相差不大。集热系统采集太阳能，将太阳能转化为热能。 热传输系统：热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。利用传热介质将热能输送给蓄热系统。传热介质多为导热油和熔盐。理论上，熔盐比导热油温度高，发电效率大，也更安全。热传输系统一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。热传输系统的基本要求是：传热管道损耗小、输送传热介质的泵功率小、热量传输的成本低。在热传输过程中，传热管道越短，热损耗就越小。 发电系统：用于太阳能热发电系统的发电机有汽轮机、燃气轮机、低沸点工质汽轮机、斯特林发电机等。这些发电装置，可根据汽轮机入口热能的温度等级及热量、蒸汽压力等情况进行选择。对于大型光热发电系统，由于其温度等级与火力发电系统基本相同，可选用常规的汽轮机；工作温度在800℃以上时，可选用燃气轮机；对于小功率或者低温的太阳能发电系统，则可选用低沸点工质汽轮

光热发电考查卷(光热发电)及答案

一、填空题（每空1分，共20分） 1、典型光热发电技术可分为槽式槽式太阳能热发电、塔式太阳能热发电、菲尼尔式太阳能热发电和碟式太阳能热发电四种方式。 2、抛物面槽式光热发电系统主要由聚光集热系统、蓄热储能系统、发电系统和辅助能源系统组成。 3、采用弯钢化玻璃反射镜的更换成本上大约是采用热弯玻璃反射镜的1%。 4、常见的槽式光热发电反光镜支架有三种形式，分别是：扭矩盒式、扭矩管式和拉伸冲压成型式。 5、槽式槽式定日镜支架跟踪控制系统有液压缸驱动和电机驱动两种。 6、显示蓄热的常用蓄热介质有砂—石—矿物油、混凝土、导热油、液态金属等。 7、集热塔式太阳能热发电技术简称塔式光热发电，是面聚焦方式，定日镜是塔式太阳能热发电系统中最基本的光学单元体，它由反射镜、镜架和跟踪机构三部分组成，是一个二维运动机构。 8、碟式太阳能热发电系统属于点聚焦，其主要特征是采用盘状抛物面镜聚光集热器。 9、斯特林发动机主要由压缩腔、加热器、回热器、冷却器和膨胀腔组成，根据工作空间和回热器的配置方式，可以分为α、β和γ三种基本类型。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、什么叫槽式抛物面光热发电？ 槽式光热发电全称槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，又称槽式太阳能热发电。它是利用抛物线的光学原理，将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚集太阳辐射能，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电的一种太阳能光热发电技术。 2、光热发电与光伏发电在原理上有什么区别？ 光伏发电是指利用半导体界面的光生伏特效应原理，通过太阳能电池将太阳光能直接转化成电能的一种技术。而太阳能光热发电（也称聚光太阳能发电CSP)，是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。3、简述直通式金属—玻璃真空集热管的结构？ 直通式金属—玻璃真空集热管，其外为玻璃套管，内管为涂覆选择性吸收膜的不锈钢管，内管内为流动的加热工质。玻璃套管内外壁都涂有减反膜的涂层来减少玻璃管表面的光线反射损失，玻璃套管与不锈钢之间抽真空减少热损失和防止选择性吸收膜氧化。 4、光热发电系统的蓄热储能系统作用和组成是什么？目前研究和已经商业化的主要蓄热技术与方法有哪几种蓄热技术与方法？ （1）蓄热储能系统的作用是调节负荷、降低设备容量和投资成本，进一步提高太阳能利用效率和设备利用率，提高太阳能热发电系统的可靠性 和经济性。 （2）蓄热系统包括蓄热材料、高温传热流体和嵌入固体材料的圆管式换热管组成。 （3）目前研究和已经商业化的主要蓄热技术与方法可分为潜热蓄热、化学反应蓄热和显热蓄热三种方式。 5、塔式太阳能热交换系统的吸热工质主要有哪几种？简述中央接收器的分类。 吸热器的吸热工质主要有熔盐、空气和水蒸汽三种形式。 中央接收器（又称吸热器或太阳能锅炉）按结构形式，分为管式吸热器和容积式吸热器。管式吸热器有实际应用只有两类管式吸热器：以西班牙CESA-Ⅰ太阳能吸热器为典型、目前世界上绝大多数塔式太阳能热发电站采用的直接照射式，和以美国技术为代表的间接照射式两种。直接照射式吸热器也称腔体式吸热器，间接照射式也称外露式吸热器。 6、光热发电的扶持政策一般都从哪些方面进行？ 投资补助、税赋抵减、可再生能源配比、上网电价、固定补贴价格、竞标系统和可交易绿色凭证系统。 三、论述题（每题15分，共30分） 1、试述抛物面槽式与线性菲涅尔式光热发电技术的比较。 线性菲涅尔反射聚光技术与抛物槽式反射聚光技术的不同之处在于；抛物槽式系统的镜面是曲面且面积很大，不易加工。线性菲涅尔式系统的镜面是平面，铰面相对较小，容易加工，成本较低。

太阳能光热发电特点、类型与前景分析

太阳能光热发电特点、类型与前景分析 发表时间：2017-12-01T09:58:43.030Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：杨阳 [导读] 摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。 （全球能源互联网集团有限公司北京 100031） 摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。作为一种新型的能源开发利用模式，光热发电极有可能发展为新的投资热点。本文介绍了太阳能光热发电的特点，分析了光热发电系统的主要类型，探讨了光热发电的前景。 关键词：太阳能；光热发电；应用前景 引言 随着全球气候温升变化、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。当前中国经济社会发展过程中同样面临能源问题的严峻挑战，电能作为经济发展的基础动力，其经济性与合理性影响着全社会的发展。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量。太阳能光热发电逐渐成为当今能源利用的一个新热潮。 一、光热发电的特点 太阳能光热发电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，这种发电方式叫做聚光式发电。美国从1984就已经开始利用太阳能光热进行发电，后来由于石化能源的价格下跌，美国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规划和建设光热发电项目。 （1）光热发电是通过“光--热--功”的转化过程实现发电的一种技术。光热发电在原理上和传统的化石燃料电站类似，两者最大的区别在于输入的能源不同。光热发电利用的能源为太阳能，通过聚光器将低密度的太阳能聚集成高密度的能量，经由传热介质将太阳能转化为热能，通过热力循环做功实现到电能的转换。 （2）太阳能光热发电从其发电原理上来看，是一种绿色能源的绿色利用方式，且太阳能资源是世界上分布最广泛的、取之不尽、用之不竭的可再生能源。从这个意义上看，太阳能光热发电技术的发展对于人类经济社会可持续发展具有重要意义。 二、光热发电系统主要类型 1、槽式发电系统 所谓槽式太阳能光热发电系统，其全称为槽式抛物面反射镜太阳能光热发电系统，其主要是把若干个槽型抛物面聚光集热器实施串并联形式的排列，通过太阳能来针对热管当中的工质进行加热，使得内部生成高温蒸汽，以此来推动汽轮发电机组来实现发电的功能。槽式太阳能聚光系统的聚光比通常在10～100之间，其以油为导热流体（工质）的聚热温度最高能够到达400℃，而以混合硝酸盐（工质）为导热流体最高能使集热温度达到550℃。相对来说，后者的发电效率较高[2]。除此之外，因为太阳光照存在时间不均匀的特征，这就需要应用其他措施或是构建蓄热系统来进行有效的补充。 2、线性菲涅耳反射器系统 最近几年以来，线性菲涅耳反射器系统开始逐渐兴起，这种系统主要是从最早的槽式太阳能发电系统不断改进优化后研发的。线性菲涅耳反射聚光器主要包括跟踪装置、反射镜场以及接收器这三个部分。所谓主反射镜场，主要是依靠若干个平面镜条共同组成的一种平面镜阵列，平面镜自身的转动轴（长轴）处在相同的平面中，通过跟踪装置的设定，使得平面镜能够绕着转动轴转动，达成跟随太阳转动的目的。当平面镜接受的发射光聚集在接收器的受光口以后，接收器则主要接受主反射镜当中的反射光，通过针对吸收钢管流动工质进行加热，就能够将光热转化成热能。线性菲涅耳反射器系统主要是利用菲涅耳结构当中的聚光镜来代替传统的抛物面镜，而其结构当中的集热管也具备二次反射的作用，聚光效率能够达到常规抛物面型集热器的3倍左右，而建设费用则能够减少一半。 3、塔式发电系统 塔式太阳能光热发电系统主要包括发电系统、主控系统、蓄热槽、接收器以及定日镜群这几个结构。通过在地面上建设一定数量的定日镜（自动跟踪太阳进行转动的球面镜群），而在这个定日镜群当中选择合适的位置构建一座高塔，在高塔的定点位置建设接收器，下面的定日镜群能够让太阳光汇聚成点状，集中照射到锅炉上面，能够让接收器当中的传热介质到达对应的温度，同时利用管道传递到地面的蒸汽发生器，生成高温蒸汽，最终实现发电的目的。相较于槽式太阳能发电系统而言，塔式太阳能发电系统的聚光比要更高，一般为300～1500之间，而运行温度也达到了1000～1500℃之间。塔式太阳能发电系统当中，接收器是至关重要的部分，依照导热介质的类型，现在主要包含空腔型与外部受光型。 4、碟式发电系统 碟式太阳能光热发电系统又可以称为盘式太阳能发电系统，属于世界上最早开发的太阳能动力系统。其主要是由若干个镜子共同组成的抛物面反射镜构成，通过接收在抛物面当中的焦点，具有非常高的聚光比，通常都能够达到3000以上，在焦点位置生成的温度非常高，通常可以达到750～1500℃之间，所以碟式太阳能发电系统具有非常高的热机效率。最近几年以来，碟式太阳能发电系统的发展主要集中在开发单位功率质量比更小的空间电源。 三、光热发电的前景 太阳能光热发电比光伏发电、风力发电更加有助于电网的稳定；并且避免了光伏发电中成本较大的硅晶光电转换过程，降低了成本，免除了污染，将作为新能源开发利用的主要角色。我国的太阳能资源非常丰富，特别是西部与北部地区，广阔的土地及丰富的太阳能资源能够适合光热发电大范围发展的需求。 太阳能光热发电产业的未来发展可从两方面阐述，一方面是建立配置储能装置的大型光热电站和建立光热与天然气联合型电站等，另一方面采取光热发电的分区布置式应用，包含在海岛、偏僻地区运用光热发电促成供电、供热以及海水淡化，在具备工业用热所需领域推广建立光热热电联合产业等。 结语 太阳能光热发电拥有广阔的发展前景，应加大对太阳能光热发电相关技术的研究，并在太阳能较为丰富的地区重点展开光热发电产

一文看懂太阳能光热发电原理及分类

一文看懂太阳能光热发电原理及分类 什么是太阳能光热发电太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。 采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。 光热发电原理光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能，将传热介质加热到几百度的高温，传热介质经过换热器后产生高温蒸汽，从而带动汽轮机产生电能。此处的传热介质多为导热油与熔盐。通常我们将整个的光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。 集热系统：集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。如果说集热系统是整个光热发电的核心，那么聚光装置就是集热系统的核心。聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。其反射率、焦点偏差等均能影响发电效率。目前国内生产的聚光镜，效率可以达到94%，与国外生产的聚光镜效率相差不大。集热系统采集太阳能，将太阳能转化为热能。 热传输系统：热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。利用传热介质将热能输送给蓄热系统。传热介质多为导热油和熔盐。理论上，熔盐比导热油温度高，发电效率大，也更安全。热传输系统一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。热传输系统的基本要求是：传热管道损耗小、输送传热介质的泵功率小、热量传输的成本低。在热传输过程中，传热管道越短，热损耗就越小。 蓄热与热交换系统：个人认为，光热发电技术在蓄热与热交换系统中充分体现了对比光伏发电技术的优势。即将太阳热能储存起来。可以在夜间发电，也可以根据当地的用电负荷，适应电网调度发电。蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。蓄热系统中

太阳能光热发电技术

太阳能光热发电技术的应用与发展 摘要：太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源，在能源与环境问题日趋严峻的今天，很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践，并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式，目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式，太阳能有其环保的优势，但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。 1.太阳能热发电技术概述 能源与环境问题是当今世界面临的两个重要问题，随着化石能源的日趋枯竭，一次能源的利用成本也不断增加，由于大量的燃烧矿石燃料，使环境问题日益严重，温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇，为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式，世界各国也都在做积极的努力，已经有很多太阳能发电项目投入运行，太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。 太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/ m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为 0.20kW/m2，相当于有 102000TW的能量，人类 依赖这些能量维持生存， 其中包括所有其他形式的 可再生能源（地热能资源 除外），虽然太阳能资源总 量相当于现在人类所利用 的能源的一万多倍，但太 阳能的能量密度低，而且 它因地而异，因时而变， 这是开发利用太阳能面临 的主要问题。太阳能的这图 1 世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

光热发电的主要类型

光热发电的主要类型 1、塔式聚光热发电 吸收到的太阳光集中聚焦到塔顶，对传热工作介质加热进而发电的一种聚光太阳能发电技术，不需要管道传输系统，热损减小，系统效率高，同时便于储存热量。塔式的工作介质可用空气、水或水蒸气以及熔盐等。 美国在20世纪80-90年代建立了10MW的Solar One，后来演化为Solar Two；2007年西班牙11MW 的PS10电站投入运行，标志着该技术进入商业化示范阶段；2009年4月，到目前为止世界最大规模的塔式电站，20MW的西班牙PS20电站并网发电。 2、槽式聚光热发电 利用槽式反射镜，直接将太阳光反射到位于镜面焦点处的集热管，将内部传热工质经过换热产生高温、高压蒸气从而驱动涡轮发电。工作介质一般在400℃，采用合成油、熔盐等作为工作介质的双回路系统技术成熟。 应用的代表案例有从上世纪80年代到90年代在美国加州莫哈维沙漠建造的由9座电站组成的354MW的SEGS系列电站、西班牙的Andasol 1号电站（50MW），和美国的Nevada Solar One电站（64MW）。 3、碟式聚光热发电 碟式系统是由斯特林发电机实现由热能到机械能的转化，利用旋转抛物面反射镜，将入射阳光聚集到焦点

上，放置在焦点处的太阳能接收器收集热能，加工热质，从而驱动斯特林发动机组发电。这种系统规模小、高效、模块化、可以单独灵活或者集成使用，单机功率在5-50kW,但聚焦温度可达750-800 。C，甚至可超过1000 。C，光电转化率高达29%，主要缺点是单位投资成本高。 4、菲涅尔式聚光热发电 通过一组平板镜来取代槽式系统抛物面型的曲面镜聚焦，调整控制平面镜的倾斜角度，将阳光反射到集热管中，为简化系统，一般采用水或水蒸气作为吸热介质。成本相对低廉，但效率也相应降低。

光热发电简介

光热发电简介 一、聚光光热技术简介 聚光光热（CSP：Concentrated Solar Power）技术是太阳能开发利用的一种主要方式，聚光方式包括了槽式、塔式、碟式和菲涅尔式。槽式太阳能聚光光热技术是当前发展最热和最具商业化前景的聚光光热技术，它采用槽式抛物面聚光器对太阳光汇集吸收，可直接将传热工质加热到300-500℃的一项技术，该技术主要核心是聚光技术和光热转换技术。 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。 二、槽式太阳能热发电系统工作原理 聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点（或焦线），以获得高强度太阳能。聚光集热器是一套光学系统，聚光器一般由反射镜或透镜构成，主要有抛物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。 槽式聚光集热器 由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面，由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面（槽式抛物面），在工业应用中称槽式聚光镜。在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。根据光学原理，与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上，焦点在镜面的轴线上，见下图（a）。把接收器安装在反射镜的焦点上，当太阳光与镜面轴线平行时，反射的光辐射全部会聚到接收器，见下图（b）。 槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线（带）上，故集热器的接收器是长条形的，一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80，最高聚热温度约300度至400度。 槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。反射镜一般由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造反射镜，反射镜安装在反光镜托架上。槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上，在该条线上装有接收器的集热管，见图1。 集热管内有吸热管，用来吸收太阳光加热内部的传热液体，一般用不锈钢制作，外有黑色吸热涂层。为了减小热量散发，集热管外层装有玻璃套管，在玻璃套管与吸热管间有空隙并抽真空。集热管通过接收器支架与反射镜固定在一起构成槽式集热器，反光镜托架上有与

光热发电技术科普

光热发电技术科普 作为中国新能源领域最具代表性和潜力的产业，消费者对太阳能光热行业的认识还不清晰。一提到太阳能利用，许多人首先联想到的是“太阳能热水器”和“光伏发电”，对于拥有巨大发展潜力的太阳能光热发电却了解较少。 与光伏发电不同，太阳能光热发电的原理是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。很多研究结果表明，光热发电是具有稳定可调、绿色环保等特色优势的，最有条件逐步替代火电担当基础电力负荷的新能源。尽快在西部合适地区大规模发展光热发电替代东部燃煤火电，将极大地有助于尽早解决当前蔓延东部地区的雾霾问题。当前全球光热发电产业化进程加速推进，也是我国抢占光热制高点的关键时期，我们必须从宏观战略角度高度重视光热发电产业的发展。 光热发电是一种高品质的清洁电力，其采用成熟的储热技术可以实现24小时稳定持续发电，具有并网友好、储热连续、规模效应和清洁生产等优势，是最有条件逐步替代火电担当基础电力负荷的新能源。光热发电在资源开发过程中，不会对生态环境产生破坏和影响，在发电过程中也不会对外产生污染物和温室气体。在我国西部地区集中建设光热电站，还可结合供热，进一步减少燃煤使用，对破解东部地区雾霾问题的意义重大，在某种程度上还可以减少地表水蒸发，有利于防沙治沙。 与此同时，光热产业链辐射范围广，涉及玻璃、钢铁、化工、机械等多个国民经济的重点产业领域。由于光热电站50%左右的原材料为玻璃和钢铁原材料，对当前产能严重过剩的玻璃和钢铁产业有较大的带动作用，将为国民经济的重点领域注入新的增长活力，并实现将我国的过剩产能转化为优势产业向全球输出。 近几年，在世界范围内光热产业快速发展。而我国产业发展还处于起步阶段，究其原因主要有以下几点方面：一是我国气候和环境条件对技术提出了更高的要求，国内核心设备和关键配件还有待实际项目运行检验；二是成本尚不具备竞争优势；三是政策支持力度不足，上网电价政策还未出台；四是系统集成经验缺乏、管理欠规范、规模相对较小，具有开发、设计、施工、调试、运营全过程技术能力的人才较为缺乏；五是检测平台及标准体系还处于空白，设计、施工、调试和运营的全过程标准体系匮乏。

简析太阳能光热发电的技术特点与应用

简析太阳能光热发电的技术特点与应用 发表时间：2019-01-16T09:54:08.727Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：陈泽泓 [导读] 摘要：太阳能作为新型的清洁能源之一，具有巨大的发展潜能。 （中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 410014） 摘要：太阳能作为新型的清洁能源之一，具有巨大的发展潜能。但是，太阳能的随机性和不易存储性，容易受环境等众多不利因素的影响[1]。经过国内外专家的研究，并对太阳能技术的不断开发，太阳能光热发电现其已进入商业运用阶段。本文介绍了太阳能光热发电技术的工作原理，对太阳能光热发电技术的类型、特点与应用范围进行了分析，对太阳能光热发电技术的发展趋势进行了展望。 关键词：太阳能光热发电；技术特点；应用 一、太阳能光热发电技术概述 太阳能光热发电的原理是通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能发电的收集装置中，再利用加热收集装置里的传热介质，把热水变成水蒸气，用来驱动汽轮，机组发电，这个过程简称为光热发电技术。 二、太阳能光热发电技术的研究意义 随着国家大幅度的提升非化石能源的比例，太阳能光热发电技术也得到了快速的发展。对于近几年来光热发电装机规模的不断增长，国家也对太阳能发电技术有了更高的要求。随着太阳能发电技术的成熟，太阳能在我国能源中占据了不可替代的地位。并将逐渐代替传统能源发挥重要的作用。虽然，国家的发电技术日益成熟，但是现在还是属于依靠政府的补贴进行的。就难以得到合理的回报。我国的学者也对其作出了研究，分析我国太阳能光热发电的现状，阐述了光热发电的基本结构和工作原理，以及国内外光热发电的发展现状趋势、发电成本及投资效益，并根据不同的技术类型进行成本预算，剖析光热发电成本的影响因素及影响程度，判断未来太阳能光热发电的变化趋势。根据这些数据，可以进行制定相关的投资策略以及技术经济性分析[2]。 三、光热发电的工作原理 太阳能光热发电的原理与常规的火力发电是相似的，它主要是利用大规模的反射镜来聚集太阳能，通过换热装置将水加热成高温高压蒸汽，利用传统的汽轮发电机将其转换成电能。光热发电是把光、热、电进行转换，包括了以下过程：光能的收集与转换、热量的储存与交换、热量的吸收与传递以及热电转换过程。相比光伏发电，太阳能光热发电就不需要昂贵的晶硅材料，并且具有较高的发电效率。另外，利用相对成熟的热存储技术，光热电站可以在白天存储热能，到晚上，利用储存的热能进行发电。 四、技术类型、特点与应用范围 （一）槽式光热发电 槽式光热发电系统是借助槽式抛物面反射镜将太阳光反射并聚焦到集热管，加热集热管中的导热介质，导热介质通过蒸汽发生系统将给水加热成水蒸汽，驱动汽轮发电机组发电的清洁能源利用装置。槽式集热器的聚光反射镜从几何上看是将抛物线平移而形成的槽式抛物面，它将太阳光聚焦在一条线上，在这条线上安装有管状集热器，以吸收聚焦后的太阳辐射能。因此槽式聚焦方式亦称为线聚焦。槽式抛物面一般依其焦线按南北方向布置，因此其定日跟踪只需一维东西方向跟踪。 槽式光热发电系统主要有如下特点： 1）可通过多集热器串、并联组合，构成较大容量的光热发电系统，易于规模化应用； 2）聚光比不高，一般在60-100之间，传热介质加热温度一般在400℃左右； 3）槽式系统集热回路长、热损耗大，系统综合效率比塔式，约为11％~15％。 1）槽式光热发电系统结构简单、成本较低，是目前技术最成熟，应用规模最大的光热发电形式； （二）塔式光热发电 塔式太阳能热发电系统主要由定日镜系统、吸热与热能传递系统、发电系统三部分组成。定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，并将太阳光反射到吸热器。位于高塔上的吸热器吸收由定日镜系统反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能。高温工作流体通过管道传递到位于地面的蒸汽发生器，产生高温高压过热蒸汽，推动常规汽轮机发电。 塔式光热发电系统主要有如下特点： 1）高聚光比，塔式光热发电系统聚光比可以达到1000以上，系统运行温度高于500℃。 2）塔式光热发电系统相较于槽式及线性菲涅尔式光热发电系统，太阳岛管道少、热损耗少，综合效率更高高，目前系统光电转换效率可达到17％左右。 3）太阳能塔式发电可大规模商业化应用； 4）塔式光热发电系统一次性投入大，装置结构和控制系统复杂，成本较高。 （三）碟式光热发电 碟式太阳能热发电系统一般由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置以及热功转换装置等组成。碟式反射镜可以是一整块抛物面，也可由聚焦于同一点的多块反射镜组成，碟式系统的吸热器一般为腔式，与斯特林发电机相连，构成一个紧凑的吸热、做功、发电装置。整个吸热器装置安装于抛物面反射镜的焦点位置，吸热器的开口对准焦点，因此碟式聚焦方式亦常称为点聚焦，其聚焦比可高达500～1000之间，焦点处可产生1000℃以上的温度。整个碟式发电系统安装于一个双轴跟踪支撑装置上，实现定日跟踪，连续发电。 塔式光热发电系统主要有如下特点： 1）由于聚焦比大，工作温度高，碟式系统的发电效率高达30%，高于塔式和槽式。 2）碟式系统单元容量较小，一般为30-50kW，比较适用于分布式能源系统，也可以将多个单元系统组成一簇，集中向电网供电。 3）目前碟式光热发电系统结构复杂，成本高于槽式及塔式光热发电系统，目前还不具备大规模商业化运行。 30%~50% 五、太阳能光热发电的发展趋势 太阳能作为可持续再生资源的重要组成部分，受到的限制因素会较少，且易于实施并应用，能够实现大容量发电技术上的优势。因为目前太阳能的光热发电与现有的电网进行配置，可以使光电的转换率提高，太阳能光热发电系统的连续稳定发电和调试发电的能力会增强，发电的设备工程也可以更加的绿色化，环保化，其过程不产生任何有毒物质。这些已经成为现在国际社会越来越重视的优势了。太阳

国内光热发电技术应用简介

国内光热发电现状简介 我国全口径发电量2018年为69947亿kWh,较2017年增长8.4%。其中,非化石发电量为21654亿kWh,比上年增长11.1%,对全国发电量增长的贡献率为40%,特别是风电、太阳能等新能源发电量增长28.5%,对全国发电量增长的贡献率达到了22.2%。同时,2018年全国弃风率和弃光率均呈下降趋势,较2017年分别下降5.0%和2.8%,这说明我国能源结构调整速度加快,清洁能源已进入规模化发展的新阶段。目前,风力发电存在占有土地量大,所发电力不稳定、不可靠等缺点,一定程度上限制了其发展,特别是陆上风电场,因对周围环境和鸟类等有不良影响,其大规模发展愈加受到抑制。而太阳能具有存储总量大、清洁安全、对环境友好等优势受到了世界各国的重视,2018年我国太阳能发电量约为0.18亿kWh,占总发电量的2.5%。 目前较为成熟的太阳能发电技术可分为太阳能光伏发电和太阳能光热发电两大类,比较而言,太阳能光热发电技术具有储热容量较大、储热成本较低、所产生的交流电可直接并网、易与常规发电模式互补发电、具备电压支撑能力、可实现连续稳定发电等优势,在大容量太阳能发电中更具优势。光热发电可以与风电、光伏及其他可再生能源打捆输出,能提升区域消纳和打捆外送中的可再生能源消纳水平,因而具有良好的发展前景,随着光热发电总装机容量的增加,电网弃风弃光的减少电量呈明显下降趋势。以技术类型划分,太阳能光热发电集热环节主要有槽式、塔式、碟式、涅菲尔式等4种,导热工质一般采用水、矿物油或者熔盐, 布雷顿循环或者斯特林发动机等发电。 最后可通过水蒸汽朗肯循环、CO 2 国外对太阳能光热发电技术研究较早,从20世纪80年代至今已有大量太阳能光热项目投入商业化运行,截至2018年底,全球光热电站建成装机容量达到6069MW,其中以西班牙和美国为典型代表,其太阳能资源丰富,光热发电产业发展最早也最为成熟,光热电站规模居于世界前列。我国在光热发电领域起步相对较晚,但近年来取得了较快发展,在中西部地区已有一定规模的光热电站投入商业运行。2018年,我国光热发电新增装机215MW,占全球总新增装机的22.97%,目前共有10余个项目已投产或在实质性建设中。基于此,本文主要介绍国际和中国光