太阳能光热发电的工作原理是什么
寻求新型的能源一直是人们在研究探索的事情,人们在很早的时候就已经意识到太阳能是可以供我们使用的清洁能源,今天我们要说的就是太阳能光热发电运作原理是什么?
太阳能光热发电是指利用大型阵列抛物面或碟形反射镜收集太阳能热能,通过热交换装置提供蒸汽,结合传统的汽轮发电机技术,达到发电的目的 。采用太阳能光热发电技术,避免了昂贵的硅光电转换过程,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相对于其他形式的太阳能转换有着无可比拟的优势,即太阳能加热的水可以储存在一个巨大的容器中,太阳下山几个小时后仍然可以带动汽轮机发电 。
太阳能光热发电原理
太阳能光热发电的原理是太阳光通过反射镜集中到太阳能集热器上,集热器内的传热介质(液体或气体)被太阳能加热,然后水被加热形成蒸汽驱动或直接驱动发电机发电 。
太阳能光热发电系统形式
一般来说,太阳能光热发电系统有四种类型:槽式系统、塔式系统、碟式系统和菲涅尔系统 。
1.插槽类型
槽式太阳能热发电系统又称槽式抛物面反射器太阳能热发电系统,它是将多个槽式抛物面聚光集热器串联并联,加热工质,产生过热蒸汽,驱动汽轮发电机组发电 。
20世纪80年代初,以色列和美国共同成立了LUZ太阳能热电国际有限公司..公司自成立以来,一直致力于槽式太阳能热发电系统的研发 。从1985年到1991年的6年间,加州沙漠地区共建成9座总装机容量为353.8兆瓦的槽式太阳能热发电站,并投入运行 。经过努力,电站初期投资由1号电站的4490美元/千瓦降至8号电站的2650美元/千瓦,发电成本由24美分/千瓦时降至8美分/千瓦时 。
【太阳能光热发电的工作原理是什么】建于西班牙的Acurex槽式太阳能热发电系统,利用槽式抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收集热管上,利用管内热载体将太阳光聚焦反射到接收集热管上,利用管内热载体将水加热成蒸汽,驱动汽轮机发电 。作为太阳能不足时的备用,系统配有辅助燃烧炉,利用天然气或燃油产生蒸汽 。
为了提高槽式太阳能热发电系统的效率和正常运行,涉及两个控制问题 。一种是自动跟踪装置,要求槽式聚光器始终对准太阳,保证从源头更大限度地吸收太阳能 。据统计,跟踪得到的能量比非跟踪得到的能量高37.7% 。另一种是控制传热液体回路的温度和压力,以满足汽轮机的要求,实现系统的正常发电 。针对这两个控制问题,国内外学者进行了研究,取得了一定的研究进展 。
德州华源新能源应用技术研究所、中国科学院电气工程研究所、清华大学等科研单位开发的槽式太阳能中高温热利用系统,设备结构简单,安装方便,整体使用寿命可达20年,可很好地应用于槽式太阳能热发电系统 。由于太阳能反射器固定在地面上,不仅可以更有效地抵抗风雨的侵蚀和破坏,而且大大降低了反射器支架的成本 。更重要的是,这种设备技术突破了一套控制装置只能控制一面镜子的限制 。利用菲涅尔凸透镜技术,可以同时跟踪数百面镜子,数百或数千平方米的太阳光可以聚焦在光能转换组件上(聚光50倍左右,可以产生三四百度的高温),改变了整个工程造价大部分是跟踪控制系统造价的局面,使其只占整个工程造价的一小部分 。同时,作为集热核心部件的镜面反射材料和太阳能中高温直通管在国内和市场上生产,降低了成本,减少了大量的运输和安装费用 。这两项突破彻底克服了制约槽式太阳能在中高温领域大规模应用的长期技术障碍,为实现太阳能中高温设备制造的标准化和产业化开辟了广阔的道路 。
2.塔式
1973年,世界石油危机的爆发 *** 了太阳能技术的研究和发展 。太阳能热发电相对于价格昂贵、效率低下的太阳能电池,具有更高的效率和成熟的技术 。在许多工业化国家,太阳能热发电技术是国家研发的重点 。从1981年到1991年的10年间,世界各地建造了超过1座装机容量在500千瓦以上的兆瓦级太阳能热发电试验电站,其中主要形式是塔式电站,更大发电量为80MW 。由于单位容量投资过大,降低成本非常困难,太阳能热发电站的建设逐渐被忽视 。
然而,塔式太阳能热发电的研发并没有完全停止 。1980年,美国在加州建造了装机容量为10MW的太阳一号塔太阳能热发电站 。经过一段时间的试运行,太阳二号塔太阳能热发电站在此基础上建成,并于1996年1月投入试运行 。
3.圆盘式
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