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塔式光热电站定日镜场的发展现状及技术创新趋势塔式光热电站是一种利用太阳能发电的新型能源技术。
它利用大面积的可调节镜子将太阳能聚焦到一个接收器上，将光能转化为热能，然后通过热能发电设备将热能转化为电能。
塔式光热电站的发展现状和技术创新趋势如下：1. 发展现状：塔式光热电站的发展已经取得了一些重要进展。
目前全球上已经有多个塔式光热电站项目已经建成并投入使用，其中最著名的是西班牙的索莱尔热塔电站。
这个电站通过将太阳能聚焦到一个高塔上的接收器，将光能转化为热能，并通过热能发电设备产生电能。
此外，其他国家如美国、中国、澳大利亚等也在积极推进塔式光热电站项目的建设。
2. 技术创新趋势：a. 高效的太阳能收集技术：目前塔式光热电站使用的镜子主要是平面镜和曲面镜，但这些镜子的太阳能收集效率相对较低。
未来的技术创新将会集中在开发更高效的太阳能收集器，如高反射率镜面、光学透明玻璃等，以提高光的聚焦效果和传输效率。
b. 热储存技术：塔式光热电站的一个主要挑战是如何在夜间或阴天等无太阳能的情况下继续发电。
因此，未来的技术创新将集中在开发高效的热储存技术，如蓄热液体、热储石等，以便在无太阳能时继续发电。
c. 提高发电效率：目前塔式光热电站的发电效率相对较低，主要受到光的聚焦效果和传输损失的限制。
未来的技术创新将集中在提高发电设备的效率，如开发更高效的热能发电设备和转换材料。
d. 规模化应用：塔式光热电站目前主要是大规模商业项目，但未来的技术创新将集中在开发小型和分布式光热电站，以适应不同地区和需求的能源需求。
总的来说，塔式光热电站作为一种新兴的太阳能发电技术，在技术创新方面还有很大的发展空间。
未来的技术创新将集中在提高太阳能收集效率、热储存技术、发电效率和规模化应用等方面，以推动塔式光热电站的进一步发展。
塔式光热发电技术的现状与展望发布时间：2023-05-15T08:57:48.206Z 来源：《新型城镇化》2023年8期作者：张挺[导读] 结合国内某塔式光热电站，论文介绍其工艺流程和系统组成，着重阐述塔式光热电站的集热系统和储热系统，总结塔式光热技术优势，给相关工程相关提供参考。
哈密科能电力技术服务有限公司新疆哈密 839304摘要：结合国内某塔式光热电站，论文介绍其工艺流程和系统组成，着重阐述塔式光热电站的集热系统和储热系统，总结塔式光热技术优势，给相关工程相关提供参考。
关键词：塔式光热发电技术；应用；新能源；塔式太阳能集热系统在集热塔安装集热器，通过集热塔周围的定日镜将太阳能聚集到集热塔顶部集热器腔体内，加热工质产生高温蒸汽推动汽轮机做功发电。
由于塔式发电系统中定日镜数量很大，其聚光比可达到1 500，集热器腔体温度可达到1 200℃以上。
由于其聚光倍数高、热转化效率高等优势，塔式太阳能发电系统可实现大功率发电。
目前国内关于塔式太阳能热发电系统的研究主要集中在定日镜场的优化和集热器性能研究方面。
1塔式光热发电的技术优势塔式与槽式、菲尼尔式、蝶式发电技术相比，塔式光热发电具有聚光比高、工作温度高、光电效率高、工质流程短、热损失小及维护方便的优势。
虽然塔式光热发电优势较大、商业化项目较多，但其属于新型技术，目前相关的技术研究与配套设施等尚不成熟，成本较高，因此，对塔式光热发电技术需进一步研究和优化并大规模应用。
2 塔式光热发电的关键设备 2.1 集热系统构成集热系统中主要包含吸热器、入口罐、缓冲罐、压缩空气系统和支撑结构组成。
吸热器位于塔顶端，用于吸收定日镜反射的太阳能，并将其内部的熔盐加热到565℃。
2.1.1 吸热器吸热器为圆柱形结构（实际为正多边形），直径为14m，表面的有效受热高度为12.76m，吸热器的吸热管由12组管屏构成，每组管屏中有吸热管、集热箱以及吸收装置等，吸热器的功率为280MWt。
塔式光热发电系统介绍及研究发布时间：2021-12-31T03:13:14.757Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：邹旋[导读] 塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。
简单的项目示意图如下：山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100摘要：塔式光热发电是新能源利用的一个重要方向。
塔式光热发电是指利用大规模阵列镜面收集太阳热能，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。
采用光热发电技术，可大大降低发电的成本降低二氧化碳排放。
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，即热量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。
本文对主要系统功能及配置进行了描述分析。
关键词：光热、塔式、系统塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。
简单的项目示意图如下：塔式光热电厂的集热系统包含定日镜厂区，用以反射和聚焦太阳辐射到中心塔的接收器上。
收集器有管墙（作用相当于换热器）组成的。
太阳辐射反射到收集器上被转化为热能加热硝酸盐熔盐（是一种混合的硝酸盐（60%硝酸钠和40%硝酸钾），以流体的状态在工作温度方位存在与接收器中。
混合熔盐的高熔点为220℃。
本系统作用是进口缓冲罐接受来自冷盐泵熔盐，并送入吸热器，吸热器吸收来自镜场的能量，被加热后的熔盐存储到出口缓冲罐，并经下降管送入热盐储罐储存。
吸热器主要部件有吸热器面板、炉箱、面板支撑结构、进口缓冲罐、出口缓冲罐、应急空气系统等，进口容器是一个立式碳钢压力容器，位于接收器面板的上游。
其配置有伴热和热绝缘以便在熔盐进入前对容器预热。
冷熔盐在到达接收器前，先从冷盐罐中被传送到进口容器。
光热发电技术研究进展与应用分析光热发电技术是一种利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能的先进能源利用方式。
随着全球对可再生能源的需求不断增长，光热发电技术得到了广泛关注和研究。
本文将对光热发电技术的研究进展和应用进行分析。
一、光热发电技术的原理与分类光热发电技术基本原理是利用反射、折射和吸收等光学现象将太阳能聚焦在集热器上，使集热器内的工质受热产生蒸汽，驱动涡轮发电机组发电。
根据集热器的类型和系统结构，光热发电技术可分为平板型、塔式和抛物槽型等多种分类。
1. 平板型光热发电技术平板型光热发电技术中，集热器通常由平行排列的平板镜组成，通过反射和折射将太阳光聚焦在集热管上，工质被加热后产生蒸汽驱动发电机发电。
这种技术具有结构简单、投资成本低等优点，但集热效率较低。
2. 塔式光热发电技术塔式光热发电技术中，集热器通常由位于塔顶和塔底的反射镜组成，利用折射将太阳光聚焦在塔顶的集热器上，工质在集热器内受热后产生蒸汽，驱动发电机组发电。
这种技术具有集热效率高、发电稳定等优点，但系统复杂、投资成本较高。
3. 抛物槽型光热发电技术抛物槽型光热发电技术中，集热器通常由一系列抛物槽镜组成，将太阳光聚焦在集热管上，工质在集热器内受热后产生蒸汽，驱动发电机组发电。
这种技术具有集热效率高、适应性广等优点，但抛物槽制造难度较大。
二、光热发电技术的研究进展随着对可再生能源的需求不断增长，光热发电技术在过去几十年内取得了长足的发展。
在平板型光热发电技术方面，研究人员通过改变镜面形状和表面涂层等方式提高了集热效率。
在塔式光热发电技术方面，研究人员设计了多层反射镜结构，提高了光照集中度和热能利用率。
在抛物槽型光热发电技术方面，研究人员提出了多种抛物槽形状，以适应不同太阳能入射角度。
此外，光热发电技术的研究还涉及到热储存技术、工质的选择以及系统集成等方面。
研究人员通过热储存技术储存多余热能，实现24小时稳定发电。
同时，选择合适的工质能够提高光热发电系统的效率。
塔式太阳能热发电技术的发展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境问题的日益突出，寻找清洁、可持续的能源已成为全球关注的焦点。
太阳能作为一种无穷无尽、无污染的能源，受到了广泛关注。
太阳能热发电技术，特别是塔式太阳能热发电技术，作为一种高效的太阳能利用方式，近年来得到了快速发展。
本文旨在全面概述塔式太阳能热发电技术的发展历程、现状、优势与挑战，以及未来的发展趋势，为相关领域的研究者、政策制定者和投资者提供有益的参考。
我们将首先回顾塔式太阳能热发电技术的基本原理和发展历程，包括其从概念提出到实际应用的关键节点和标志性成果。
接着，我们将分析当前塔式太阳能热发电技术的现状，包括技术成熟度、市场规模、应用领域等方面的情况。
我们还将探讨塔式太阳能热发电技术的优势和挑战，如高效率、长寿命、环境友好等优势，以及投资成本高、技术难度大等挑战。
我们将展望塔式太阳能热发电技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本降低、市场拓展等方面的预测。
我们相信，随着技术的进步和政策的支持，塔式太阳能热发电技术将在未来的能源领域发挥更加重要的作用，为人类的可持续发展做出重要贡献。
塔式太阳能热发电技术，又称中央接收器式太阳能热发电系统，其基本原理是利用定日镜场将太阳光反射并集中到高塔顶部的集热器上，将接收到的太阳辐射能转换为热能，再通过热机将热能转换为机械能，最终驱动发电机产生电能。
大面积的定日镜场由众多反射镜组成，这些反射镜能够根据太阳的位置自动调整角度，确保太阳光能够精确地反射并集中到塔顶部的集热器上。
集热器通常采用熔融盐、液态金属或其他高温介质作为吸热工质，这些工质能够吸收并存储大量的热能。
吸热工质在集热器中被加热到高温后，通过热交换器将热能传递给工作介质，如蒸汽或气体。
这些工作介质在高温高压下推动汽轮机或燃气轮机转动，进而驱动发电机发电。
发电过程中产生的废气或蒸汽会经过冷凝器冷却并回收余热，以提高整个系统的发电效率。
冷却后的工作介质会重新循环使用，形成一个闭合的热力循环系统。
大型塔式光热电站光岛调试关键技术研究及应用摘要：本文以鲁能海西塔式光热电站光岛调试过程为研究对象，通过分析、研究太阳能转化成熔盐的储能过程，并针对影响光热转换效率的因素，制定了科学严谨的调试优化方法，提出了定日镜追日计算的修正方法，开发了吸热器预热和注盐程控技术，提高了光热转化效率和吸热器有效利用率，创造力良好的经济效益和社会效益。
关键词：镜场；吸热器；调试优化；一键注盐；光热转化效率；1引言太阳能光热发电利用镜场将低密度的太阳能汇聚成高密度的能量，在储热系统、热力系统的配合下，可以实现连续稳定的发电。
塔式太阳光热发电具有聚光比高、传热工质温度高、机组综合效率高、设计参数可以与常规火电机组一致、建设成本降低可行性大等优点，逐步受到各国青睐。
2技术原理分析2.1光线溢出损失研究及修正策略镜场能量损失刨除天气因素主要包含余弦损失、遮挡损失、镜场溢出损失三个方面。
余弦损失和遮挡损失在设计阶段已经考虑，所以本研究项目主要以降低太阳光线溢出损失为重点。
根据定日镜反射光斑特性，定日镜的偏差包括指向偏差和光束质量偏差。
指向偏差：反射光束的能量中心与校准系统在目标靶板上计算的光斑重心之间的偏差，即：光束能量中心与吸热器聚焦坐标点之间的偏差，主要由定日镜机械装配、安装偏差及就地控制程序中的控制信号死区产生，仅通过校准系统校对难以实现。
光束质量偏差：由定日镜结构特性及安装、制造误差引起聚焦光斑发生较大形变和扭曲，导致实际入射功率与理论计算值发生较大差异，进而影响功率模式下部分定日镜聚焦、散焦的数量或位置，示意图如下：2.1.2光斑质量偏差修正：由于装配过程定日镜曲率误差、以及定日镜与吸热器相对位置影响、太阳位置、一天中的不同时刻等原因造成了光束质量偏差，最终形成了与设计偏差较大的光斑扭曲，对吸热器理论入射功率造成了直接影响，需要功率通过修正计算，减小其造成的光束质量偏差带来的入射功率误差。
2.2定日镜聚焦坐标分布的研究及重置在吸热器正常运行时，原设计聚焦坐标距离吸热器面板两端边缘2.5米，距离太近，造成光线溢出过多，聚焦在吸热器面板边缘的定日镜聚焦光斑大约一半溢出到保护罩上面。
塔式光热电站现状及技术发展趋势摘要：本文结合国内外太阳能光热发电技术，重点介绍了该技术的发展现状。
根据国内外降低光热发电成本的要求，展望未来塔式光热技术发展趋势，得出通过关键设备国产化，出台电价政策或是电价指导性意见，加快我国塔式热发电进程，最终实现共赢。
关键词：塔式；光热电站1、前言当前，在应对能源问题以及全球变暖问题的大背景下，在众多可再生能源类型中，太阳能是未来最理想的能源之一。
太阳能光热发电可与储热系统及火力发电结合，实现连续发电，并且稳定性高，兼容性强，便于调节。
成熟的火力发电技术降低了太阳能热发电整体技术开发的风险。
储热系统的优势可以平滑发电出力，具备参与系统调峰的能力，提高电网灵活性和接纳波动性可再生能源的能力，友好的接入电网。
因此，太阳能光热发电被视为未来取代煤电的最佳备选方案之一，已成为可再生能源领域开发应用的热点。
近年来，光热发电发展步伐迅速，太阳能资源开发相对较早的美国、西班牙两国，无论在技术上还是商业化进程，都在全球位列前茅。
而我国的光热发电技术起步较晚，但随着太阳能光热发电示范项目和标杆上网电价重磅出台，我国光热发电开启了新的转折，确信太阳能光热发电产业必将在我国能源利用中发挥越来越重要的作用，未来发展前景广阔。
2、塔式光热发电技术现状目前，根据聚光集热系统的不同，太阳能热发电的代表性技术有：抛物槽式系统、塔式系统、线性菲涅尔系统以及碟式系统。
碟式光热技术没有热能储存装置，没有阳光机组就立即停运。
目前国内外成熟项目主要集中在塔式熔盐、槽式导热油、线性菲涅尔三种光热发电技术，但菲涅尔式光热发电技术主要研究单位为国内新兴的企业，属于新兴技术，最终试验效果有待验证，未能实现成熟的商业化应用。
本文主要介绍塔式太阳能光热发电技术，此技术主要由聚光集热系统、热交换系统、蓄热系统以及发电系统四部分组成。
2.1 聚光集热系统（1）定日镜定日镜是塔式太阳能发热系统中最基本的光学单元体，是能量转化最初阶段非常重要的设备。
塔式太阳能光热发电站运行技术研究发布时间：2023-02-28T01:18:32.966Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月第19期作者：高嵩[导读] 本文结合塔式光热电站主要系统的特点，梳理总结了塔式光热电站的运行模式，聚焦塔式光热电站主要系统的启动和运行过程高嵩中国能源建设集团科技发展有限公司（中国能源建设集团有限公司工程研究院）天津市300131摘要：本文结合塔式光热电站主要系统的特点，梳理总结了塔式光热电站的运行模式，聚焦塔式光热电站主要系统的启动和运行过程，结合我国西部某50MW塔式光热示范电站的运行情况，提出了启动运行操作要求，对塔式光热电站的安全、高效的运行，发挥储热调峰的运行优势具有指导意义。
关键词：光热发电，塔式，运行，储热，换热，集热0引言太阳能光热发电是新能源发电方式之一，近年来随着国家首批示范电站的陆续投产运行，我国光热发电进入了新的发展阶段。
在投产的首批光热发电示范项目中，主要涵盖了塔式、槽式、线性菲涅尔式，其中塔式光热发电无论从装机规模和装机数量上均占有绝对优势，已投产的首批光热示范电站信息汇总见表1。
1 运行模式分类塔式太阳能光热发电站根据系统工艺分类主要包括，集热系统，传热系统，储换热系统，汽轮机发电系统，以及其它辅助系统［1］。
塔式太阳能光热发电站由于具有集热、储热和发电可解耦运行特点，可按运行方式分类，包括三种运行模式［2］： 1）储热发集热储热运行模式：电厂的集热系统、传热系统、储热系统投入运行，换热系统和汽轮机发电系统没有投入运行。
2）电运行模式：电厂的储热系统、换热系统、汽轮机发电系统投入运行，集热系统和传热系统没有投入运行。
3）集热储热发电运行模式：电厂的集热系统、传热系统、换热系统、储热系统、汽轮机发电系统均投入运行。
2 运行模式的选择电站的运行可以根据天气情况，太阳辐照条件，电网调度要求，电厂自身设备运行检修情况，灵活性选择运行模式，这充分体现了塔式光热发电站的热电解耦的运行特性，证明了了塔式光热电站是一种储能调峰、系统友好的清洁的发电方式。
塔式光热发电系统的性能优化研究随着人类对环保和可持续发展的认识越来越深刻，新能源逐渐成为人们关注的重点。
光热发电技术是一种利用太阳能进行发电的方式，其中塔式光热发电系统被认为是目前最具发展前景的光热发电技术之一。
本文将围绕塔式光热发电系统的性能优化进行研究探讨。
一、塔式光热发电系统的基本原理塔式光热发电系统是通过将反射镜聚焦太阳光线，将其集中到一个热媒体中，将热能转化为电能的一种发电方式。
该系统主要由反射镜场、集热器、汽轮发电机等组成。
反射镜场分为平面反射镜和曲面反射镜两种类型，在光线聚焦时根据实际需求进行选择。
集热器则是通过将反射镜聚焦太阳光线，将其反射到高温热媒体中，产生高温高压蒸汽用于发电。
二、塔式光热发电系统的运行过程在塔式光热发电系统中，反射镜场主要负责将太阳光线聚焦到集热器上，使其集中变热，产生高温高压蒸汽；随后，工作流体冷凝成水，通过泵返回至集热器。
然后，由汽轮机驱动发电机旋转，产生电能。
最后，经过变压器升压后，送入电网供用户使用。
三、塔式光热发电系统的性能优化为了提高塔式光热发电系统的效率和稳定性，需要进行性能优化。
以下是一些常用的优化方式：1、反射镜场优化反射镜场是影响塔式光热发电系统发电效率的重要因素之一，因此反射镜的质量和定位准确性是关键。
在进行反射镜场优化时，需要考虑反射镜的制造工艺、表面光洁度、镜面反射率等因素，力求提高反射镜的精度和质量以提高光热发电的效率。
2、集热器优化集热器是塔式光热发电系统的重要组成部分，其质量和效率直接决定了整个系统的发电功率。
在集热器的设计和制造中，需要考虑集热器的稳定性、耐高温性、集中率等因素，力求优化其性能。
3、工作流体优化工作流体是塔式光热发电系统中起到传热传能作用的重要介质。
在选择工作流体时，需要考虑其物化特性、稳定性、传热能力等因素，力求选择最适合的工作流体以提高光热发电系统的效率。
4、控制系统优化控制系统是塔式光热发电系统中非常重要的一个组成部分。
塔式太阳能热发电技术进展摘要：在介绍塔式太阳能热发电系统的基本原理、系统组成的基础上, 回顾了塔式太阳能热发电系统的发展历程, 着重阐述了塔式热发电所涉及的关键技术, 包括定日镜、接收器、传热蓄热工质的研究进展, 并通过分析我国气象、地理条件及能源需求, 指出塔式太阳能热发电在我国的西藏、内蒙等西北部地区具有广阔的应用前景。
关键词：太阳能热发电;塔式发电系统;蓄热;定日镜;接收器一引言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。
二发电原理与系统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所示。
三发展简史塔式太阳能热发电系统的设计思想是20世纪50年代由前苏联提出的。
1950年, 前苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置, 对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。
据不完全统计, 1981一1991年的10年间, 全世界建造了兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座, 其中主要形式是塔式电站, 最大发电功率为80MW。
塔式太阳能热发电关键技术与发展塔式太阳能热发电（CSP）是一种利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能的技术。
它可以有效地利用太阳能资源，具有可持续性和环保性，被认为是太阳能发电领域的重要发展方向。
塔式太阳能热发电的关键技术有：太阳能收集系统、热能储存系统、发电系统和电网接入系统等。
太阳能收集系统是塔式太阳能热发电的核心部分，它主要由塔式太阳能反射器（如抛物线槽型反射器）和集热器组成。
反射器可以将来自太阳的光能集中到集热器上，提高集热效果。
集热器通常采用管束式结构，可以将光能转化为热能，使得温度升高。
目前，塔式太阳能热发电主要采用集中式太阳能收集系统，但也有一些分散式图塔系统正在开发中。
热能储存系统在塔式太阳能热发电中起着重要作用，它可以解决太阳能不稳定性带来的发电问题。
目前，主要的热能储存技术包括热储罐和熔盐储能系统。
热储罐通过储存高温热能来实现连续发电，但存在能量损耗和温度衰减的问题。
熔盐储能系统采用高温熔融盐作为储能介质，具有高能量密度和较低能量损失的特点。
发电系统是将热能转化为电能的关键部分，塔式太阳能热发电主要采用蒸汽发电循环或座式发电循环。
蒸汽发电循环使用蒸汽驱动汽轮机发电，座式发电循环则采用座式发电机直接将热能转化为电能。
这些发电系统都具有高效率和可靠性的优点。
电网接入系统是将塔式太阳能热发电与电网连接的重要环节，它需要包括逆变器、变压器和输电线路等设备。
逆变器用于将发电系统输出的直流电转换为交流电，以适应电网的要求。
变压器则用于调整电压水平，使得发电系统与电网能够完美地匹配。
输电线路需要具备良好的输电能力和稳定性，以传输发电系统生成的电能。
塔式太阳能热发电在技术上还面临一些挑战。
首先，需要进一步提高太阳能收集系统的效率，增加光能的转换率和集热效果。
其次，热能储存系统需要更加先进和可靠的技术，以提高储存效率和降低能量损失。
此外，发电系统和电网接入系统也需要不断创新和改进，以提高整个发电系统的效能和可靠性。
塔式太阳能发电技术及其应用研究第一章：引言随着能源危机的出现，绿色能源逐渐成为人们追求的方向，太阳能发电作为领先的清洁能源之一，受到了人们的广泛关注。
而太阳能发电的一项重要技术——塔式太阳能发电，将太阳能发电带入了一个全新的高度。
本篇文章将为大家介绍塔式太阳能发电技术及其应用研究的相关内容。
第二章：塔式太阳能发电技术的介绍塔式太阳能发电技术是目前存在的太阳能发电技术中的一种，其主要是利用太阳辐射热来制造高温气体，再利用这种高温气体驱动涡轮机发电。
塔式太阳能发电技术分为四个部分：集热系统、温度提升系统、发电系统和电站控制系统。
2.1 集热系统集热系统是塔式太阳能发电技术的核心。
其中，塔顶的集热器是最重要的部分，通常由散热罩、反射镜和集热器组成。
此外，集热系统的另一个重要组成部分是热媒液循环系统，其主要作用是将热能传递到温度提升系统中。
2.2 温度提升系统温度提升系统是将热能从集热器中传递到锅炉中的一个高效系统。
在锅炉中，高温气体被制造出来，这种气体然后被利用来驱动涡轮机发电。
2.3 发电系统发电系统是将由涡轮机制造出来的动力转换成电力的系统。
塔式太阳能发电通常使用的是蒸汽涡轮机，将通过温度提升系统制造出来的高温气体转换成电力。
2.4 电站控制系统电站控制系统用于监控、控制和操作整个电站，包括集热器、锅炉、涡轮机、发电机和变压器。
这个系统是电站的重要组成部分，它的高效运行可以有效提高电站运行的效率。
第三章：塔式太阳能发电技术的应用研究塔式太阳能发电技术在全球范围内得到了广泛的应用。
为了更好地展现其应用研究的成果，本篇文章将重点介绍一下以下几个方面。
3.1 塔式太阳能发电技术的发展随着技术的发展，塔式太阳能发电技术的效率和产量逐渐得到了提升。
例如，西班牙的塔式太阳能发电站就成功地应用了这项技术，年发电量达到了5.62亿千瓦时。
而在中国，青海省就建有一个塔式太阳能发电站，年发电量达到了1.35亿千瓦时。
10MW级塔式太阳能热发电集成技术与工程化项目的研究随着能源需求的增长和环境保护的重要性日益凸显，太阳能作为一种可再生能源资源，已经引起了全球范围内的广泛关注。
塔式太阳能热发电技术被认为是目前最具潜力的太阳能热发电技术之一，而10MW级塔式太阳能热发电集成技术与工程化项目的研究对于推动太阳能热发电工程的发展具有重要意义。
首先，10MW级塔式太阳能热发电集成技术与工程化项目的研究有助于提高太阳能热发电的效率。
塔式太阳能热发电系统利用高温的太阳能辐射将水加热为蒸汽，然后使用蒸汽驱动涡轮机发电。
通过研究塔式太阳能热发电集成技术，可以优化系统的设计和运行参数，提高太阳能热发电的效率。
其次，该研究可以促进太阳能热发电工程的可持续发展。
太阳能热发电系统具有可再生和清洁的特点，不会产生污染物和温室气体。
而10MW级塔式太阳能热发电集成技术的研究可以推动太阳能热发电工程的规模化和商业化发展，从而减少对传统化石能源的依赖，实现能源可持续发展。
此外，该研究也有望降低太阳能热发电的成本。
目前，太阳能热发电的成本相对较高，限制了其在能源领域的广泛应用。
通过研究10MW级塔式太阳能热发电集成技术与工程化项目，可以降低设备和运营成本，提高太阳能热发电的竞争力。
最后，该研究还有助于推动太阳能热发电技术的创新。
太阳能热发电技术是一个复杂的系统工程，涉及光伏、热力学、机械和控制等多个领域。
在研究10MW级塔式太阳能热发电集成技术和工程化项目的过程中，可能会遇到并解决一系列的技术难题，从而推动太阳能热发电技术的进一步改进和创新。
总之，10MW级塔式太阳能热发电集成技术与工程化项目的研究具有重要意义和广阔前景。
通过提高太阳能热发电的效率、促进可持续发展、降低成本和推动技术创新，该研究有望推动太阳能热发电工程向更加成熟和可靠的方向发展。
Sustainable Development 可持续发展, 2019, 9(4), 789-795Published Online October 2019 in Hans. /journal/sdhttps:///10.12677/sd.2019.94094Research Progress of Tower Solar Thermal Power StationXiaopeng GaoXiamen University Malaysia, Kuala Lumpur MalaysiaReceived: Oct. 8th, 2019; accepted: Oct. 23rd, 2019; published: Oct. 30th, 2019AbstractThis paper summarized the research progress of heliostats, heat sinks, supercritical CO2 Braden cycle tower photothermal power generation systems and tower solar-assisted coal-fired power generation systems, and analyzed the economics of tower solar thermal power generation tech-nology. The tower, trough, linear Fresnel, and dish-type, four solar thermal power stations were compared. Finally the feasibility of constructing a large-scale solar thermal power station in the northwest region was explored, and it was concluded that the tower solar thermal power station can sustain large-scale power generation continuously, but the improvement of its photoelectric efficiency and the feasibility of actual construction should be further developed in the future re-search.KeywordsTower, Solar Energy, Solar Thermal Power Generation, Efficiency, Cost塔式太阳能光热电站的研究进展高晓鹏厦门大学马来西亚分校，马来西亚吉隆坡收稿日期：2019年10月8日；录用日期：2019年10月23日；发布日期：2019年10月30日摘要本文全面阐述了定日镜、吸热器、超临界CO2布雷登循环塔式光热发电系统和塔式太阳能辅助燃煤发电系统技术的研究进展情况，剖析了塔式太阳能热发电技术的经济性，对比了塔式、槽式、线性菲涅尔式、高晓鹏碟式四种模式太阳能光热电站，研究探讨了中国西北地区建设大规模光热电站的可行性。
研究认为塔式太阳能光热电站能够持续稳定进行大规模发电，具有明显的可持续性，但是其光电效率和实际建设可行性还要在未来的研究中进一步提升。
关键词塔式，太阳能，光热发电，效率，成本Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言目前，全球太阳能发电模式主要分为光伏发电和光热发电，其核心分别是太阳能电池板和聚光系统[1]。
聚光型太阳能热发电通过聚集太阳辐射获得热能并转化为高温蒸汽驱动汽轮机发电，通常分为碟式、槽式、塔式和线性菲涅尔式四种发电方式。
国内塔式太阳能热发电起步晚，2007年，国内首座发电量70kW的塔式太阳能发电系统在南京江宁建成并发电成功；2008年，北京延庆建造了亚洲首座1 MW级塔式太阳能电站；2013年，全球第3座商业化运行的50 MW熔融盐塔式电站在青海建成并网发电[1] [2]；2016年，亚洲第1座24 h连续发电的1万kW熔盐塔式光热发电站在敦煌建成[3]。
随着清洁能源需求的显著增加，对太阳能发电的研究显得尤为迫切。
本文全面阐述了塔式太阳能电站聚光系统的研究现状，对定日镜场、吸热塔和电力转换3个子系统进行讨论，为其未来研究发展方向提供理论依据[1] [4]。
2. 研究进展2.1. 塔式太阳能聚光系统的研究提高定日镜反射率、镜面清洁度、余弦效率、抗阴影遮挡率、大气透射率、吸热器截断效率和吸热器热效率、追踪系统技术等条件，可优化光热转换效率。
目前，镜场效率、吸热器截断率、吸热器效率、定日镜反射率、平均镜面清洁度分别为75%、90%、95%、96%、93%，可使光电转换效率提升12% [1] [5][6]。
定日镜由太阳反射镜、追踪系统、镜架以及基座组成，结构整体由刚性的金属材料进行支撑，其与太阳同步运动能有效提高反射率，但镜面旋转中心改变、基座安装倾斜、阴影遮挡等因素会降低跟踪精度。
为减小误差，王雪等人研究提出基于误差补偿和非误差补偿的定日镜系统[7]；孙飞虎等人基于跟踪轴参考位错位法提出定日镜自动纠偏流程以及定日镜两旋转轴参考位偏差量的计算方法[8]；蔡中坤等人则基于定日镜的运行规律和光学反射原理提出基于球面坐标的定日镜运动模型来简化计算过程[9]；张茂龙等人融合平板投影法和射线追踪法提出的预判断模型和融合边界网格法的效率改进算法，阴影方面预测准确率为90%~98%，遮挡方面预测准确率为80%~85% [10]。
太阳位置1分钟内变化极小，定日镜可1分钟内只转动一次实现较佳的聚光效果和低功耗运行[11]。
另外，由于光斑溢出问题，缪佩等人对矩形全镜场中不同地点和时段的光斑动态漂移特性进行仿真计算以减小溢出量[12]，其溢出量还受单元子镜的面形精度影响，进一步提高镜面三维面形信息准确度可提高面形精度[13] [14] [15]。
同时，风荷载作用在镜面上亦产生结构挠曲变形，降低面形精度。
冯煜等人发现当长厚比大于200时可采用四点支承大挠度弯曲模型纠正面形。
在大气风载荷作用下定日镜易引起振动导致光斑溢出，特定设计的动力吸振器可抑制风致振动[16]。
风还会影响传动装置的选型，装置余量过大则成本高，过小则电流过载。
王筱翠等人设计高晓鹏的蜗轮蜗杆可在7级风实现较大的输出力矩及自锁性，整体传动效率为22%，输出精度4 mrad [17]。
此外，基于整数规划的镜场能量调度和遗传算法改进的复合控制方案可解决多塔式电站运营控制复杂的问题，满足系统实际能量需求和镜场整体[18] [19] [20]。
镜场通常采用UPS作为集中备用电源，但UPS设备发生故障的同时且厂用电断电。
相比之下，基于超级电容的分散备用电源在拓扑结构上更具可靠性且在应用特性上也更适用，但该方案成本会高出50% [21]。
目前，塔式太阳能吸热器分为直接照射吸热器和间接照射吸热器[22]。
其工质以水工质作为第1代，熔盐作为第2代，空气、超临界二氧化碳或固体粒子作为第三代[23]。
熔盐因优质的传热性取代水工质，但其超过600℃会分解，难适用于高参数电站，而固体粒子因传热性能、蓄热性、耐高温性好被重视[24]。
此外，在吸热器表面进行特殊材料的图层可减少能量流失[25] [26]，涂层需测量其受光面的温度后选择，但塔式太阳能吸热器受光面聚光比高、能流密度高以及伴生高温等特点导致测量困难，可利用背光面温度间接计算受光面温度[27]；聚焦目标单一会导致吸热器损毁，采用多聚焦目标的聚焦优化策略并综合考虑吸热管的热参数和聚光光斑能流密度分布能选出多个优化的聚焦点[28] [29] [30]；利用广角摄像机建立矢量图和采用阈值分辨法预测云层的运动可减少热应力损伤[31] [32]。
超临界CO2是气态和液态并存的流体，其构成的光热发电系统由吸热器子系统、定日镜子系统、储热子系统、动力循环子系统组成。
聚集的太阳能加热吸热器里的熔盐工质，高温熔盐经下降管返回高温罐，超临界CO2工质与其换热，最后到涡轮机中膨胀做功。
该发电循环使用逼近理论最优的布雷登循环，循环过程中超临界CO2无相变，属于单相循环。
此外超临界CO2布雷登循环在500℃~800℃具有高效率、高密度、循环简单的特点，此高温区间正契合现有塔式光热发电的工质特性和运行温度。
相比传统蒸汽朗肯循环，其效率高、设备尺寸小、系统紧凑、且易实现干冷，可将塔式配空冷的光热电站的效率提升至50%，降低平准化能源成本10%，但其在高压系统管道中存在较高的压力损失，不适合大规模建设[33] [34]，而模块化的布雷登低压空气循环系统消除了高压系统的不足，通过模块化集成可使系统达到100万kW级的发电规模，为其提供了改良方向[23]。
另外塔式太阳能辅助燃煤发电可弥补普通太阳能电站效益低的缺点。
以1000 MW超临界机组和10 MW塔式太阳能集热器系统为例，构建基于CaO高温储热的塔式太阳集热器辅助CO2捕集的燃煤发电系统，系统发电效率可达40.5%，较单一的太阳能热发电效率高出15.5%，且可减少等效CO2排放15.5 t/h。
同时大型燃煤电站高参数、大容量的特点可平抑太阳能热发电的波动和系统对容量的要求[7] [35]。
2.2. 塔式太阳能聚光系统经济分析塔式太阳能聚光电站的成本包安装费用、前期费用、设计费用、土地费用、管理费用、贷款利息等，熔盐塔式电站单位热量储热系统的投资费用均为30$/(kW∙h) [35] [36]，产业成本电价约为1.36~2.32元/(kW∙h) [37]，成本电价由收入和成本决定，收入为上网电价与上网发电量的乘积，成本包括固定资产折旧、运营维护成本、财务费用及税费等。
太阳岛成本比例随着装机容量增加提升，600 MW时可达到70%，当规模下降到2 GW/a，太阳岛造价为3600~4000元/kW，定日镜成本可降低650元/m2，占整个电站成本的40%~50%，在定日镜成本大幅下降的带动下，成本电价可降到0.6~0.8元/(kW∙h) [38] [39]。
另外太阳能辅助燃煤发电可降低初投资[29]，1000 MW塔式太阳能辅助燃煤电站项目平准化电力成本为0.319元/(kW∙h)，所得税后财务内部收益率为11.29%，同比电力调度下1000 MW燃煤电站少燃煤257.4万t，减少CO2排放723.8万t。
