国内外太阳能技术现状与发展情况 摘要：简析太阳能技术原理，太阳能发电技术分类及发展状况。展现太阳能技术在当今世界发挥的巨大作用及其地位，通过对各种相关技术的介绍分析了解不同发电技术的应用情况及优缺点。 关键词：太阳能太阳能发电技术热发电光伏发电热存储 1.太阳能技术 1.1太阳能简介 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 1.2太阳能发电技术分类 目前。应用的主要太阳能发电技术分类如表1所示。其中，非聚光类太阳能热发电技术有太阳池热发电、太阳能热气流发电等；聚光类太阳能热发电技术有塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太一12一阳能热发电。较为成熟的太阳能发电技术是太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能热发电技术通过聚光产生高温进而发电。效率较高，更具应用前景。尽管世界各国研究太阳能热发电技术已有多年。但目前只有槽式太阳能热发电站实现了商业化示范运行。而塔式、碟式发电系统仍处于示范阶段。 2.国内外太阳能技术现状
2.1太阳能热发电 太阳热发电是一种很有发展前景的太阳能利用技术。它是将太阳能集光、集热产生高温驱动热机发电的系统。目前世界上已建成9 座大型太阳热电站, 总装机容全30 兆瓦, 主要在美国。收集太阳光提供热能的方法主要有中央接收器、抛物面反射器和抛物面聚焦收集器三种。中央接收器是将地面反射镜聚集到的阳光聚焦到中央接收器上。这种方法在七十年代被人们认为是最有发展前途的。但由于存在中央接收器必须在高温下操作, 体积过大等间题, 使它的前途一度变得暗淡。但专家们认为这种系统容易适应高温热贮存, 它比蓄电池或其他非热贮存有更大的经济潜力, 并且指出, 带有热贮存的中央接收器太阳热发电系统可与化石燃料系统相竞争。抛物面反射器和中央接收器一样, 是用一台反射镜将太阳光聚焦在一台集热器上, 不同之处是每一反射镜加热它自身的集热器。大多数抛物面反射系统都是利用流体传热, 同样也存在接收器的间题。为了解决这些间题, 人们正在恢复外樵机, 其中以“斯特林循环”发电系统效率最佳。这种系统保留了光伏电池的许多优点, 易于安装, 无污染。无论大小型装置效率都很高, 是一种有发展前途的系统。抛物面引聚焦收集器是呈抛物面状的聚焦槽, 它是将太阳光聚焦在槽中央沿槽长方向卧置的管子上, 流体通过管子时被加热, 变成蒸汽或热液体, 从管子另一端出来、可用来驱动涡轮机或其他机械。这种槽设计简单, 只须增减槽的数量, 便能产生较大或较小的电量, 在较低温度下也能顺利运行。专家们预测, 这种技术在今后50 年内将在太阳能市场上占主导地位。此外，我国还与美国合作设计并试制成功功率为5kW的碟式太阳能发电装置样机。并在2005年与以色列合作。在江苏省南京市建成了第一座功率为75kw的太阳能塔式热发电示范电站。并成功运行发电。太阳能热发电具有巨大的潜力，因此对于太阳能热发电未来的发展。应着眼于市场应用的开发。使太阳能热发电真正溶人到我们的生活当中。 2.2太阳能光伏发电 2.2.1太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或llov，还需要配置逆变器。太阳能光伏电池板是太阳能光伏发电系统中的棱心部分。也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能。或送往蓄电池中存储起来。或推动负载工作。太阳能光伏电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能控制器控制着整个系统的工作状态。并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池一般为铅酸电池，小微型系统中。也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 2.2.2太阳能光伏电池的原理太阳能电池内部存在P—N结。当P—N结处于平衡状态时，在P—N结处形成耗尽层。存在由N区到P区的势垒电场。当太阳光入射的能量大于硅禁带宽度的时候，射人电池内部的太阳光子。把电子从价带激发到导带，产生一个电子一空穴对。电子一空穴对随即被势垒电场分离，电子和空穴被分别推向N区和P区。并向P—N结交接面处扩散，当到达势垒电场边界时。受势垒电场的作用，电子留在N区，空穴留在P区，形成内建电场。而由于内建电场的作用。N区中的空穴和P区中的。电子被分别推向对方区域。使N区积累了过剩的电子。P区积累了过剩的空穴。即在P_N结两侧形成了与势垒电场方向相反的光生电动势。当接人负载后，就会产生电流流出。
幻灯片1 太阳能热发电种类 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 幻灯片3 6.3 碟式太阳能热发电系统 ●碟式太阳能热发电系统是利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳聚焦到一个焦点。 ●碟式系统的太阳能接收器也不固定，随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动，克服了 塔式系统较大余弦效应的损失问题，光热转换效率大大提高 ●碟式接收器将太阳聚焦于旋转抛物面的焦点上，而槽式接收器则将太阳聚焦于圆柱抛物 面的焦线上，因此碟式接收器可以产生高温。 幻灯片4
幻灯片5
幻灯片6 系统特性 ●高聚光比：500-2000 ●聚光表面温度：1000-1300℃ ●效率高：28-30% ●面积不可能太大，因此功率1~50kW。 ●太阳能利用效率高：国外文献报道：该系统可将85.6kW的辐射能转化成26.75kW 的电
能，最高效率31.25% ●发电规模灵活，安装简便，不需用水沙漠等缺水区域可用。 幻灯片7 系统组成 ●碟式抛物面太阳能聚光器 ●碟式太阳能集热器 ●斯特林发动机 ●发动机及电输出系统 幻灯片8 碟式抛物面太阳能聚光器 小聚光镜组合式 结构简单，造价低 间隙，面积利用率低 镜面张膜式 结构简单，造价低 聚光镜拼接式 面积利用率高，精度高 幻灯片9 碟式太阳能集热器 ●间接式集热器 ●相变换热，碱金属（钠、钾，钠钾合金等） ●热量传递快、容量大，温度恒定 相变式、热管式、混合式 ●直接式集热器 ●温度分布极不均匀 发电不稳定，不均匀 幻灯片10 斯特林发动机（引擎） ●Stirling Engine ●苏格兰牧师、物理学家、热力学家——Robert Stirling ●1816年，申请专利。 ●热机、外燃机 ●理论效率——最大效率，卡诺循环效率
光热发电的前景和弊端 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能。这种技术的关键元件是太阳能电池，经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 一、光热发电 光热发电是指将太阳能聚集，通过换热装置提供蒸汽，进而驱动汽轮机发电。 1.原理不同：光伏--高纯硅可以利用太阳光照产生直流电，光伏发电； 光热--收集太阳热加热工质成汽态，推动汽轮机，发电机发交流电，光热发电；原理与传统发电的一样； 2.蓄能方式不同：光伏-蓄电池，使用期限是几年，需更换，更换的电池会造成大量污染； 光热-蓄热罐； 使用热熔盐，不需更换，只需添加； 3.使用方向不同：光伏--适合分散式、小规模、高档城市；小局域供电 光热--适合集中式、大规模、一般性地区；整个地区、省、甚至全国大范围供电，仅仅利用新疆沙漠100平方公里 的太阳热能，就够我们整个中国的用电；新疆沙漠是42.48万平方公里； 4.相关产业链不同：光伏--硅矿生产、提纯、切片、产品，相关产业链专业单一； 光热--钢铁、玻璃、水泥等等，涉及到多个行业，类似房地产，相关产业链长，非常丰富； 5.核心技术设备所有权不同：光伏--核心技术、设备都被德国、俄罗斯、日本、美国等掌握；我们需花大量外汇购买；光热--核心技术、设备全部国产化；所有知识产权完全国有； 二、含义：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
2010NO.16 China New Technologies and Products 中国新技术新产品 高新技术 我国太阳能发展现状与前景 郝钢 （内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010000） 1太阳能的发展前景 随着现代社会的快速发展，人们对能源的需求量也在不断的增长，全球范围内的能源危机也日益突出。传统的化石能源，如：煤炭，石油，天然气更是有限。随着21世纪的到来传统能源濒临枯竭，造成能源危机，还会造成全球的环境问题。如全球变暖燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质。而随着化石能源的减少，其价格不断升高，这将会严重制约着人们的生产和生活水平的提高。因此发展可再生能源的呼声越来越多，太能能这种情节廉价的资源就因运而生了。 太阳能发电有自己独有的优势[1]，主要包括：燃料免费；没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件；保持系统运转仅需很少的维护；系统为组件，可在任何地方快速安装；无噪声，无有害排放和污染气体而且地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均受到的辐射可圣朝1700kW.h电。国际能源署的相关数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求。所以，太阳能光复享有广阔的发展空间，其潜力十分巨大。 2我国太阳能发展现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。除四川盆地以外，全国其他地区的太阳辐射也相当可观[2]。 我国有这么丰富的太阳能资源，但是没有得到最合理的开发和利用，我国的太阳能事业还处在起步阶段，已经开发了一些小型的太阳能设备。比如：太阳能热水器、太阳灶、太阳房、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电系统和太阳能光伏发电系统。这些小型的太阳能设备只能满足一小部分人的需要，如果要满足一座城市甚至一个省用电量的需要就必须建立一座大型的太阳能光伏发电站。而我国现在在这方面还在起步阶段，已经建立了几个试点项目。而国家对于太阳能的发展现在还没有出台一套很完备的政策、法律法规。而这种太阳能发电站的建设必须得到国家的有力支持才可以继续下去。 3发展太阳能的意义 在当今世界能源结构中，人类所利用的能 源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源，根据 “BP Statistical Review of World Energy,June 2003”的统计，20002年世界一次能源消费量为 94，05亿吨石油当量。截至2002年底，世界石油 可采储量为1427亿吨，可采40.6年；天然气为 1557800亿立方米。可采60.7年；煤炭为9844.5 亿吨，可采204年。[3] 我国能源资源储量不容乐观。根据最新资 料，现有探明技术可开发能源总资源量超过 8230亿吨标准煤，探明经济可开发剩余可采总 储量为1392亿吨标准煤，约占世界总量的 10.1%。我国人口众多，人均能源资源占有两非 常低。而我国所面临的却是能源需求量成倍增 长的严重挑战。 由以上分析可见，在人类开发利用能源的 历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源 为主的时期，仅是一个不太长的阶段，他们终将 走向枯竭而被新的能源所取代。人类必须未雨 绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践表 明，新能源和可再生能源资源丰富，分布广泛， 可以再生，不污染环境，是国际社会公认的理想 替代能源。根据过节权威机构的预测，到2060 年，全球新能源和可再生能源的比例，将会发展 战士节能与构成的50%以上，成为人类社会未 来能源的基石，世界能源舞台的主角，是目前大 量应用的化石能源的替代能源。[4] 3.1改善环境 通过使用新能源来替代化石能源，可以减 少因燃烧化石能源而造成的二氧化碳和烟尘排 放量，给环境造成的损失。光复发电不产生传统 发电技术带来的污染物排放和安全问题，没有 废弃或噪音污染。 3.2节省空间 光复发电是一种简单的低风险技术，集合 可以安装在任何有光的地方。这意味着在公共、 私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安 装潜力。在运行中，这个系统还可以降低建筑的 受热，增加通风。光复还可以作为隔声板装在公 路两侧。光复在提供大量电力供应的同时，避免 占用更多的土地。 3.3增加就业 光复发电能够提供重要的就业机会。安装 阶段创造大量的就业产生在（安装工人、零售商 和服务工程师），租金地方经济发展。根据欧洲 光伏发电行业信息显示，生产每兆瓦光伏产品 大约产生10个就业机会，安装每兆瓦光伏系统 创造大约33个就业机会。批发和间接供应可提 供3-4个就业岗位，研究领域提供1-2个就业 机会。所以在整个产业链中可提供50个就业机 会。在未来几十年，随着规模的扩大，自动设备 的使用，这些数据会有所降低。但是，光伏发电 产业不仅仅是一个资金密集型产业，同时也是 一个劳动密集型产业。目前我过光伏技术及产 业的就业总人数近万。到2020年将达到10万 人左右。按照中或电力专家的研究，2050年，光 伏发电行业将达到装机容量10亿KWp,年生产 和安装1亿KWp,就业人口将超过500万人。 3.4提供农村电力 光伏发电系统结实耐用，易于安装和具有 灵活性等特征，使其可满足世界任何地方的农 村电力需求。 4总结 我国能源供应主要依靠煤炭，石油资源有 限，只有通过扩大天然气、核电、可再生能源的 开发利用来降低煤炭消费比例。从长远来看，大 力发展可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的 能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地 利用，缓解与能源相关的环境污染问题。开发利 用可再生能源，并建立必要的技术贮备，可以减 少我国对国外矿物能源的依赖，增强国家抗御 能源安全风险的能力。 太阳能光伏发电是目前比较成熟的技术， 具有安全可靠、无噪音、无污染、能量随处可得、 不受地域限制、无需消耗燃料、建站周期短、无 需架设输电线路、可以方便地与建筑物相结合 等优点，是常规发电和其它发电方式所不及的。 所以，我国要大力发展可再生能源，使得社 会能够更稳定快速长期的发展。 参考文献 [1]施钰川.太阳能原理与技术[M].西安交通大学， 2009，4. [2]刘志章.内蒙古自治区太阳能发展规划[R].内 蒙古自然能源研究所，2007，9. [3]王长贵，郑瑞澄.新能源在建筑中的应用[M].中 国电力出版社，2003，7. [4]吕芳.太阳能发电[M].化学工业出版社，2009，5. [5]赵庆波，单葆国.世界能源需求现状及展望[J]. 中国能源，2002，12. 作者简介：郝钢（1982-），男内蒙古工业大 学供热、供燃气、通风及空调工程专业2007级 研究生。 摘要：社会的不断发展使得人们对能源的需求越来越高，而现在的能源储备已经不足以满足我们的生活需要，我们必须发展新能源，太阳能就是一个可再生能源，它可以说是取之不尽用之不竭。而我国的太阳能发展还只是处于起步阶段，要走的路还很长。本文只是让大家了解我国太阳能的现状。 关键词：太阳能光伏发电；化石能源 立新的进渣与排渣的平衡点，在调整操作过程中，极易引起冷渣器故障。因此，对冷渣器进渣进行调整时，应做到谨慎平稳调整，逐步过渡，防止进渣量失控。锅炉正常运行中冷渣器宜采用少量进渣，连续运行方式，并根据锅炉负荷及煤质情况确定冷渣器投入的数量，一般以对称投入为宜。 3.3.3改进后的运行情况 以上改进措施实施后，较好的解决了冷 渣器的堵塞问题，未再次发生结焦现象，保证 了机组的正常运行，改良效果显著。 4结语 冷渣器能否可靠工作，对锅炉的稳定运 行有直接影响。如果冷渣器不能正常排渣，锅 炉只有降负荷运行或停炉。因此改进冷渣机 及其系统，合理控制冷渣器的运行方式，对保 证机组长期连续稳定运行意义十分明显，而 这也就是本文主要的意旨所在。 参考文献 [1]李金晶，王巍,杨石等.滚筒冷渣器传热特性 的实验研究[J].电站系统工程，2009-01-15. 13 -- 中国新技术新产品
碟式太阳能热发电系统的原理与构造 芃 摘要：碟式太阳能热发电系统由碟式抛物面聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，本文介绍了碟式抛物面聚光镜的结构，并介绍了碟式太阳能接收器的原理与结构。 关键字：碟式太阳能发电系统，碟式抛物面反射镜，直接加热式太阳能接收器，间接加热式太阳能接收器，池沸腾接收器，相变式太阳能加热器，斯特林发动机 碟式太阳能热发电系统主要由碟式聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，目前峰值转换效率可达30%以上，是一种有前途的太阳能热利用装置。 1. 碟式抛物面反射镜 碟式太阳能热发电系统采用旋转抛物面汇聚太阳光，旋转抛物面是抛物线绕轴线旋转形成的面。与抛物面轴线平行的光线照射到镜面时，光线会聚焦到焦点，在焦点放置的物体会被加热到很高的温度，见图1。 图1 旋转抛物面聚光镜 每个碟式太阳能热发电系统都有一个旋转抛物面反射镜用来汇聚太阳光，圆形的反射镜像碟子一样，故称为碟式反射镜。由于反射镜面积小则几十平方米，大则数百平方米，很难造成整块的镜面，是由多块镜片拼接而成。一般几kW的小型机组用多块扇形镜面拼成园形反射镜，如图2左侧照片；也有用多块园形镜
面组成，如图2右侧照片。大型的一般用许多方形镜片拼成近似园形反射镜，如图3照片所示。 图2 网上的碟式太阳能系统照片 图3 网上的碟式太阳能系统照片 拼接用的镜片都是抛物面的一部分，不是平面，多块镜面固定在镜面框架上，构成整片的旋转抛物面反射镜。整片的旋转抛物面反射镜与斯特林机组支架固定
在一起，通过跟踪转动装置安装在机座的支柱上，斯特林机组安装斯特林机组支架上，机组接收器在旋转抛物面反射镜的聚焦点上，见图4。 跟踪转动装置由跟踪控制系统控制，保证抛物面反射镜对准太阳，把阳光聚集在斯特林机组的接收器上。关于跟踪知识请浏览“鹏芃科艺”网站（https://www.doczj.com/doc/949304911.html,）的“聚光太阳能热利用”栏目“太阳的视运动与跟踪”章节。在该栏目的“碟式太阳能热发电系统”章节有碟式太阳能热发电系统动画，可在线观看或下载。 图4 碟式太阳能发电系统组成 2. 斯特林发电机组 斯特林发动机是一种外燃机，依靠发动机气缸外部热源加热工质进行工作，发动机内部的工质通过反复吸热膨胀、冷却收缩的循环过程推动活塞来回运动实现连续做功。由于热源在气缸外部，方便使用多种热源，特别是利用太阳能作为热源。碟式抛物面聚光镜的聚光比范围可超过1000，能把斯特林发动机内的工质温度加热到650度以上，使斯特林发动机正常运转起来。在机组内安装有发电机与斯特林发动机连接，斯特林发动机带动发电机旋转发电。 斯特林发动机的技术较复杂，就不在这里介绍了，在“鹏芃科艺”网站（https://www.doczj.com/doc/949304911.html,）有“斯特林发动机”栏目专门介绍斯特林发动机的原理与
中国大唐集团公司太阳能发电项目 开发指导意见（试行） 第一章总则 第一条为指导集团公司所属各企业科学有序的开展太阳能发电项目前期工作，特编制本指导意见。 第二条本意见详细阐述了集团公司开发太阳能发电项目的指导思想、发展目标、开发原则、国内太阳能资源分布、光伏发电的主要技术、设备特点、太阳能发电的主要政策规划以及太阳能光伏发电、太阳能热发电项目前期开发的主要工作方法、工作流程及开发太阳能发电项目的保障措施等。 第二章指导思想和目标 第三条指导思想：深入贯彻落实科学发展观，以经济效益为中心，以集团公司“十二五”产业发展规划为引领，把积极发展太阳能发电作为优化集团公司电源结构的重要举措，以技术进步和规模化发展为主线，促进太阳能发电项目提高经济竞争力，为集团公司实现非化石能源目标和可持续发展开辟新的途径，创造新的利润增长点。 第四条主要目标：到2015年末，集团公司太阳能发电投产
规模达到100万千瓦。太阳能发电将成为集团公司继风电之后的第二大新能源产业。在项目资本金财务内部收益率达到基准收益率的前提下，争取集团公司太阳能发电规模占全国太阳能发电总规模的比例不低于集团公司总装机规模占全国同期总装机规模的比例。 第三章开发原则 第五条集团公司太阳能发电项目的遵循以下原则： （一）效益为先、择优开发的原则。太阳能发电产业要重点加大资源优势区域、电价优势区域和政策优势区域的开发力度，以保障经济效益，经济评价指标达不到行业基准收益水平的项目暂缓开发。 （二）符合规划、区域协调的原则。太阳能发电项目发展要与集团公司电源发展的总体规划进行对接，实行滚动调整。各区域的太阳能项目开发力度要在集团公司“十二五”规划的框架下进行协调和平衡，确保科学可持续发展。 （三）战略统筹、科技示范的原则。太阳能发电对于电源结构调整和全球低碳发展具有重要的战略意义，要积极占领太阳能资源优势区、产业制高点和装备新成果，在商业化开发过程中注重新技术、新装备的应用和示范，为太阳能未来的规模化发展奠定基础。
槽式太阳能光热发电项目投资成本分析 当前的光热发电市场以槽式光热发电技术为主，超过80%的CSP电站（含已建和在建项目）都采用了这种技术。实践证明，槽式热发电技术是最实用、最成熟、成本效益最突出的CSP技术。 投入结构投入（百万美元）比例 劳动力支出62.417.1% 集热场11.3 3.1 土地等基建21.2 5.8 钢结构9.1 2.5 管道建设 6.4 1.8 电气安装14.4 4.0 设备支出140.338.5 反光镜23.1 6.4 集热器25.97.1 钢材39.010.7 驾线塔 3.9 1.1 基建7.8 2.1 跟踪系统 1.60.4 旋转接头 2.60.7 传热系统（管道、换热器、泵等设备）19.5 5.4 传热介质（导热油）7.8 2.1 电气、控制系统等9.1 2.5 储热系统38.410.5 熔盐18.6 5.1 储热罐 6.6 1.8 隔热材料0.70.2 换热器 5.1 1.4 泵 1.60.4 平衡系统 3.5 1.0 发电系统52.014.3 发电机20.8 5.7 电厂辅助设施20.7 5.7 电网接入设施10.5 2.9 其他71.019.5 项目开发10.5 2.9 EPC28.17.7 融资21.8 6.0 其他支出（津贴等）10.5 2.9 总成本364100 备注：该成本分析对象为西班牙Andasol 1 50MW光热电站，配置7.5小时熔盐储
热系统，镜场面积51万平方米。本结果由安永和Fraunhofer共同测算。 表：一个50MW槽式光热电站的投资结构 当前，槽式光热发电技术和塔式光热发电技术（不带储热）的成本大概在4500美元/KW和7150美元/KW之间。配置储热系统的CSP电站的成本当然会更高，但其产能也将提高。计算得出，带储热的槽式和塔式CSP电站的成本大概在5000美元/KW和10500美元/KW之间。上表中所列出的Andasol 1 50MW光热电站的每千瓦成本大概为7280美元/KW。
塔式太阳能热发电技术浅析 14121330 彭启 1. 前言 太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚，生成高密度的能量，通过热功循环来发 电的技术［1］。我国太阳能热发电技术的研究开发工作始于70年代末，一些高等院校和科研 所等单位和机构，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究，并在天津建造了一套 功率为IkW的塔式太阳能热发电模拟实验装置，在上海建造了一套功率为IKW的平板式低 沸点工质太阳能热发电模拟实验装置［2~3］。 目前主流的太阳能热发电技术主要有4种方式：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式［4］， 这4种太阳能光热发电技术各有优缺点。 塔式太阳能聚光比高、运行温度高、热转换效率高，但其跟踪系统复杂、一次性投入大，随着技术的改进，可能会大幅度降低成本，并且能够实现大规模地应用，所以是今后的发展 方向。槽式技术较为成熟，系统相对简单，是第一个进入商业化生产的热发电方式，但其工作温度较低，光热转换效率低，参数受到限制。碟式光热转换效率高，单机可标准化生产、既可作分布式系统单独供电，也可并网发电，但发电成本较高、单机规模很难做大。线性菲 涅尔式结构简单、发电成本低、具有较好的抗风性能，但工作效率偏低、且由于发展历史较 短，技术尚未完全成熟，目前处于示范工程研究阶段。 2. 发电原理与系统 塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定 在塔顶部的接收器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能［5］。 塔式太阳能热发电系统，也称集中型太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸 热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成，基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中，再利用高温介质加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。 塔式太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝 器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热 罐中，再送回吸热器加热。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图1所示。 上电机 冷抽董 图1塔式太阳能电站系统流程示意图
国际主要槽式太阳能热发电站介绍 河海大学南京中材天成新能源有限公司.安翠翠张耀明王军刘德有郭苏摘要:本文对国际上槽式太阳能热发电系统进行了归纳;介绍了几座具有代表性的系统，详细说明了其参数、现状;并跟踪了正在建设的几座槽式系统。 关键词:太阳能;槽式;热发电 虽然世界各国研究太阳能热发电技术已有很多年，但目前只有槽式太阳热电站实现了商业化示范运行，本文较为详细地介绍了世界各国槽式太阳能热发电的发展情况。 一、槽式太阳能热电系统简介 槽式太阳能热发电系统的工作原理是:采用只向一个方向弯曲的抛物面槽形镜面集热器将太阳光聚焦到位于焦线的中心管上，使管内的传热工质(油或水)加热至350~390 ℃，然后被加热的传热介质经热交换器产生过热蒸汽，过热蒸汽推动常规汽轮发电机发电。 从20世纪80年代初开始各国就积极发展槽式太阳能热发电技术，美国、西欧、以色列、日本发展较快，表1列出了已建、在建的槽式太阳能热电站。 二、实践应用 1 SEGS系统 20世纪80年代早期，美国由于能源危机致使石油价格猛涨，开始寻找替代能源，美国鲁兹(LUZ)公司在1985~1991年的短短七年间，投资12亿美元，共建造了9座槽式太阳热发电系统(SEGS I-SEGSIX )，总装机容量达354MWe，至今仍在运行。9座电站到2003年年发电总量见图1。 太阳能集热装置是槽式太阳能热发电系统的重要组成部分，LUZ公司分别开发了3种太阳能集热装置LS-I , LS-2和LS-3，并在SEGS I-SEGS IX上应用，从而大大降低了电站的运行费用。LS-I和LS-2集热器，由带铬黑表面的不锈钢管和抽真空的玻璃外套构成，铬黑表面的吸收率为0.94，在300℃时反射率为0.240。LS-3采用的是不锈钢管外表面涂覆有光谱选择性吸收涂层，太阳光吸收率为0.96，在350℃时的反射率为0.19。三种太阳能集热装置的参数及应用情况详见表2。
太阳能热发电 热动081班 20084140114 武伟杰随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种，即火电、水电和核电。 火电的缺点： 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。 水电的缺点： 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。 核电的缺点： 核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。最理想的新能源是太阳能。 照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）； ③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①
照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。 太阳能热发电系统一般由太阳能即热系统、蓄热与换热系统和汽轮机发电系统组成。与常规热发电的不同是太阳能热发电必须考虑太阳能能量密度低、间歇性、不稳定性等因素。太阳能热发电的集热系统用聚光集热装置将太阳能收集起来，将集热工质加热到一定的温度，经过换热器将热能传递给动力回路中循环做工的工质，或产生高温高压得过热蒸汽驱动汽轮机、再带动发电机发电；从汽轮机出来的发气，其压力和温度已大大降低，或经冷凝器凝结成液体后，被重新泵送入换热器，开始新的循环。太阳能电站一般带有储热装置。 太阳能热发电系统一般由六部分组成： （1）太阳能集热子系统； (2)吸热与输送热量子系统； (3)蓄热子系统； (4)蒸汽发生系统； (5)动力子系统； (6)发电子系统。 其中，前两部分简称为太阳场，是太阳能热发电技术的核心。由于太阳能供应不稳定、不连续，为保障热发电系统的稳定运行，通常在系统中配置蓄能子系统，将收集的太阳能热能存储起来，以保证在夜间或太阳辐照不足时的发电；或
中国太阳能发电发展现状分析与展望 国际能源组织对太阳能产业的发展前景进行预测，认为2010-2020年间太阳能光伏发电发展速度复合增长率达到35%，预计2020年太阳能光伏发电量将达到280TWh以上，占当年总发电量的1％，2040年占总发电量的20％，未来太阳能产业的发展前景光明。 ?中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在400～900kJ/(m2?年)之间，相当于300亿t标煤。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2200h，日照能量在500kJ/(m2?年)以上。中国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰富地区；东部、南部及东北等其它地区为资源较富和中等区。 ?截至2009年，中国有2万个乡村或500万个家庭和2000万农村人口还无电力供应，同时，中国50%的地区还存在很大的电力短缺。而这些缺电地区的大多数富有太阳能资源，具有光伏能源生产的巨大市场潜力。尽管光伏发电成本仍高于燃煤发电，但在偏远地区具有优势。这些地区没有固定电铼设置费用，小型太阳能发电比较廉价且更适用。 ?一、中国光伏产业现状 ?中国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用运于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业，已利用太阳能发电为中国内蒙古、甘肃、新疆、西藏、青海和四川等地共20万无电户解决了用点问题。目前，中国已安装光伏电站约10万千瓦，主要为边远地区居民供电。?二、中国光伏发电市场容量 ?按照有关规划，到2020年，实现国内光电市场将达到1000万千瓦。2005年国际能源巨头BP集团的全资子公司BP太阳能与中国新疆新能源股份有限
i太阳能热发电技术现状 李强 衢州学院机械工程学院 4140113038 摘要：介绍了槽式、塔式和盘式太阳能热利用发电站的发展史和技术现状。指出槽式太阳能热发电站的功率可至 1000MW,是所有太阳能热发电站中功率最大的,其年收益也最高。塔式太阳能热利用发电站的功率可至1000MW，与槽式系统相比，在商业上还不成熟。但高温型塔式系统和燃气轮机混合发电或和混合发电站联合发电最具市场化前景。盘式太阳能热发电系统功率5-1000kW，它用在流动场所，应用范围大，除可满足用电需求，还可代替柴油机组。 关键词：太阳能热发电，进展。 Abstract：Groove is introduced, and disc tower solar thermal power plant's development history and the status quo of the technology. Points out that the trough type solar thermal power plants to 1000 mw of power, is the largest solar power in the thermal power plant, its annual revenue is the highest. Tower solar thermal power plant to 1000 mw of power, compared with the groove system, in business is not yet mature. But high temperature type tower systems and gas turbine hybrid power generation or joint power and hybrid power plants the most market prospects. Disc solar thermal power generation system power 5-1000 - kw, it is used in flow, application scope is big,
酒泉职业技术学院 太阳热能发电技术 课程设计 11 级太阳能应用技术专业
目录 一、槽式太阳能热发电系统 (3) （一）、槽式太阳能热发电系统的特点 (3) （二）、槽式太阳能热发电原理及结构 (3) 二、国内外的发展水平 (5) （一）国外的发展情况 (5) （二）国内的发展情况 (6) 三、关键技术 (6) （一）聚光器 (6) （二）吸收器 (7) （三）跟踪技术 (7) （四）热能储存 (8) 四、金昌市太阳能资源分析 (8) （一）金昌地理位置 (8) （二）金昌太阳能辐射条件 (9) （三）太阳能资源评价 (11) 五、结论与展望 (11)
太阳能槽式热发电系统在金昌的开发前景 一、槽式太阳能热发电系统 （一）、槽式太阳能热发电系统的特点 槽式太阳能热发电系统结构紧凑，其太阳能热辐射收集装置占地面积比塔式和碟式系统的要小30％～50％；且槽形抛物面集热装置的制造所需的构件形式不多，容易实现标准化，适合批量生产。用于聚焦太阳光的抛物面聚光器加工简单，制造成本较低，抛物面场每平方米阳光通径面积仅需18 kg钢和11 kg玻璃，耗材最少0 J。表1列出了3种太阳能热发电系统的性能比较情况。 表1 几种太阳能发电系统的性能对比 由表1可知：槽式太阳能热发电系统的装容规模最大、效率较高，已具商业化规模且技术要求相对较低，是一种比较理想的发电技术。LUZ公司1980年开始开发此类热发电系统，5年后实现了商业化运行。美国加利福尼亚从1991年开始运行的由9个槽式系统组成的太阳能热发电站总装机容量达354 Mw ，年发电l0 Twh，收入1．5亿美元。随着制造工艺的不断改进，槽式系统的发电效率已由11．5％提高到13．6％；建造费用由5976美元／kW 降低到30l1美元／kW ，发电成本由26．3美分／kwh降低到了l2美分／kWh。有专家预测，当发电成本降到8美分／kwh 时，太阳能热发电将可与常规矿物能源发电相媲美。 （二）、槽式太阳能热发电原理及结构 槽式太阳能热发电主要是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收
塔式与槽式太阳能热发电技术 塔式太阳能热发电 塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能。 塔式太阳能热发电特点 塔式电站的优点： １．聚光倍数高，容易达到较高的工作温度，阵列中的定日镜数目越多，其聚光比越大，接收器的集热温度也就愈高； ２．能量集中过程是靠反射光线一次完成的，方法简捷有效； ３．接收器散热面积相对较小，因而可得到较高的光热转换效率。 塔式太阳能热发电的参数可与高温、高压火电站一致，这样不仅使太阳能电站有较高的热效率，而且也容易获得配套设备。虽然这种电站的建设费用十分昂贵，美国的ＳｏｌａｒＯｎｅ电站初次投资为１．４２亿美元，成本比例为：定日镜５２％、发电机组、电气设备１８％、蓄热装置１０％、接收器５％、塔３％、管道及换热器８％、其它设备４％。但随着制镜技术的提高和规模的增大，定日镜成本将大幅度降低。以美国Ｓｕｎｌａｂ为代表的研究部门以及Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ评估机构对塔式太阳能热发电的成本作出了预测图１。Ｓｕｎｌａｂ基于８．７ＧＷ规模预计到２０２０年塔式太阳能热发电的成本最终可达到约３０～４０＄ＭＷｈ，即每度电３～４美分；Ｓａｒｇｅｎｔ＆Ｌｕｎｄｙ基于２．６ＧＷ规模预计到２０２０年塔式太阳能热发电的成本最终可达到５０～６０＄ＭＷｈ，即每度电５～６美分。与常规化石能源发电相比，如果算上环境污染的成本，那么塔式太阳能热发电的前景将更加广阔。美国能源部主持的研究结果表明；在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种方式。 我国塔式太阳能热发电技术发展状况 随着太阳能利用技术的迅速发展，从２０世纪７０年代中期开始，我国一些高等院校和科研院所，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础试验研究，并在天津建造了一套功率为ｌｋＷ的塔式太阳能热发电模拟装置。 《中国新能源与可再生能源１９９９白皮书》指出：我国太阳能热发电技术的研究开发工作早在７０年代末就开始了，但由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决，加上经费不足，热发电项目先后停止和下马。国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目，带有技术储备性质，目前还没有试验样机，与国外差距很大。 近几年来，中国工程院院士张耀明教授带领南京春辉科技实业有限公司南京玻璃纤维研究设计院三所科技人员，在太阳能热发电研究领域中，取得了自动跟踪太阳、聚光、
我国太阳能发展现状及其发展前景 摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。 关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 3.1太阳能光热转换
槽式光热发电方案选择 前言：自1912年由美国发明家弗兰克·舒曼在开罗采用槽式太阳能聚热技术建立世界第一个太阳能应用装置至今，已被证明槽式光热发电是一种具有发展前景的可再生能源技术。太阳能光热发电技术目前主要有槽式、塔式、碟式、反射菲涅尔四种，其中槽式光热发电占据装机总量的70%以上，技术成熟度得到公认。槽式光热发电的基本优势是可以借助传热介质的热惰性能有效应对多云天气的变化，在热循环系统中可保持温度相对稳定，其输出的优质电力和规模储能为电网所欢迎；槽式聚光设备经百年磨合技术参数接近极限；充分运用光谱选择性吸收原理致使其光热转化效率最高；尽管我国自然环境约束条件多，太阳能直接辐照值DNI大多低于国际通行的下限值2000千瓦时/平米/年，但槽式光热循环系统可通过多能互补充分展现储热优势；通过延长发电时数降低发电成本；通过精心设计减少初始投资；只要根据国情有针对性地不断创新，即可有效提升槽式光热发电技术在我国可再生能源发电中的市场竞争力。 图1 美国发明家弗兰克·舒曼设计的第一代槽式聚光阵列目前引进的槽式光热发电技术暴露出的主要问题是：
1、初始投资大，单位投资大都在每千瓦3万元以上，无法与风电和光伏以及燃煤电站在同规模投资上竞争，在可再生能源电价进入平价时代，有被边缘化的风险； 2、太阳能直接辐射值DNI决定光热电站的发电时数；发电时数同时受季节性变化、地理纬度、环境温度制约，导致聚光设备、储热设备、发电设备闲置时间较多；（见图4） 3、选址约束条件多，水电路气一样不能少，环境适应性差； 4、太阳能倍数与储热关联的设计理论导致镜场投资被放大； 5、槽式两罐熔盐循环储热损耗大、成本高、效能低； 6、传统蒸汽朗肯循环发电水耗大，成为制约选址的重要条件； 7、依赖普通燃气锅炉辅助热循环，效率低，排放多，直接被环保政策所诟病。 因此，面对上述问题，在我国发展和建立槽式光热发电站就有必要对传统技术进行再创新，需要根据国情对传统技术加以改进并提出中国方案。 图2 诞生于美国的无储热槽式光热发电技术