太阳能光热能电综合利用技术ppt

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太阳能光热发电ppt课件

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全球CSP 电站规模及各种技术类型所占比例
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抛物面槽式CSP 电站成本下降路径
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带7小时储热容量的50MW槽式CSP 电站的建设成本结构
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至2050 年全球CSP 发电量趋. 势展望（TWh/年）
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至2050
年全球CSP
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电站累计装机容
量预测（单位：GW）
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全球直射阳光资源分布情况
• 有望真正替代火电：CSP电站的光热发电特性使以热量的形式进行储能成为可能。以大规模的融盐储能装置，配合一定比例的后备化石燃料供应，形成所谓的混合动力CSP电站，将是未来大型CSP电站的发展趋势。这样的配置，使CSP电站能够实现24小时持续供电和输出功率高度可调节的特性，使其具备了作为基础支撑电源与传统火电厂竞争的潜力。
• 塔式：待规模化以后，定日镜等用量较大的组件将有比较大的成本下降空间；另外，由于管道结构相对槽式系统要简单得多，对其进行融盐化导热介质改造的难度也较低。
• 碟式：从技术的角度看，抛物面碟式CSP系统优势明显：高效率和模块化部署的特点使该技术有足够的理由被看好，实现大规模生产后，如果零部件供应链的配套能够及时跟上，成本也有明显的下降空间。同时斯特林发动机并非抛物面碟式CSP系统唯一的能量转换解决方案，目前有些碟式系统开发商也正研究采用微型蒸汽轮机作为热电转换单元，同样能够发挥碟式系统高聚光效率的优势。模块化部署能力是除碟式系统外的另三种技术路线所不具备的，因此碟式CSP系统是唯一具有“大小通吃”能力的CSP技术，然而由于其本身没有任何储热能力，因此百兆瓦级大型电站的运行效率和经济性仍有待观察。
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中国年平均太阳法向直射辐射. DNI

太阳能及其利用ppt课件

注意！Biblioteka 鞋盖上操作，上色均匀，不乱涂乱画课后作业
1、完成实验，将实验数据如实记录并进行比较和分析。
2、利用实验后的结论，自己寻找材料，改造鞋盒，尝试把它做成一个简易的热水器，加热一瓶水。
2.太阳能的利用
人们一般怎样利用太阳能的？
太阳能转换成电能、热能
小组讨论： 1.尝试解释太阳能热水器加热原理。
一个涂黑色，另一个涂……
金属瓶和塑料瓶 ……
还要比较放置时的光照面积 ……
对比实验的方法！
小组合作：
1.选择1个因素，完善一份书面研究计划。
2.凭计划领材料，按计划制作简易实验装置！

太阳能光热应用技术 PPT课件

不结冰的南方地区选用。
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3．从水箱受压来分
（1）承压式太阳能热水器：太阳能热水器的出水是有压力的。一般为顶水式工作，不一定采用承压式水箱。
（2）非承压式太阳能热水器：普通太阳能热水器都是属于非承压式热水器，它的水箱有一根管子与大气相通，是利用屋顶和家里的高度落差，使用水时产生压力。其安全性、成本、使用寿命都比承压式要显著得多。
适合多种气候。目前，全国已有几十家厂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
家生产全玻璃真空集热器和全玻璃真空管
太阳能热水器。从总体上来说，无论是产
.
7
太阳能热利用产业的发展，在突破了太阳选择性吸收涂层的核心技术后，通过产学研结合，生产出了性价比较高的介质。 21 世纪以来，中国太阳能热水器进入成熟阶段，产量与市场保有量一直保持快速增长。2006 年销售额近 300 亿元，提供就业机会 60 多万个。
中国太阳能热水
器的年生产量是欧洲的 2 倍、北美的 4
倍，现已成为世界上最大的太阳能热水器
生产国和
.
8
4.1.2 太阳能热水器的分类
1．从结构来分类（1）紧凑式太阳能热水器：就是将真空
玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是市场中最常规的太阳能热水器。（2）分体式热水器：分体式热水器是将集热器与水箱分开，可大大增加太阳能热水器的容量，不采用落水式工作方式，扩大了使用范围。
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6．从工质循环特点来分
目前大多数太阳能热水系统操作简单，按集热器工质的循环特点，主要分主动式和被动式两种类型，在此基础上衍生出其他一些种类。
（1）主动式：需要泵和各种不同的控制装置促使传热介质在系统内部循环。

《太阳能光热介绍》课件

降低太阳能光热技术的成本
规模化生产
通过规模化生产和制造，降低太阳能光热设备的制造成本。
优化设计
简化设备结构和设计，减少制造成本和材料消耗。
政策支持
政府可以通过政策支持和补贴，鼓励企业加大对太阳能光热技术的研发和投资。
拓展太阳能光热技术的应用领域
工业领域
01
太阳能光热技术可以应用于工业领域的供暖、热水供应以及工
会耗尽。
环保
由于其不产生碳排放，因此对环境友好，有助
于减少全球变暖。
经济效益
长期使用可以节省大量的电费，降低能源成本
。
适用性广
太阳能光热技术可以在各种气候和地理条件下
使用。
太阳能光热技术的局限性
01
02
03
04
依赖天气
性能很大程度上取决于天气状况，在阴天或冬季，效率可能
会降低。
初始成本高
虽然长期看可以节省能源费用，但初期的投资相对较高。
优势
环保、节能、降低生产成本，能够提高工业生产的效率和产品质量。
05
太阳能光热技术的未来展望
提高太阳能光热技术的效率
研发新型吸热材料
探索和开发新型的高效吸热材料，以提高太阳能的吸收率和转换效率。
优化热能转换技术
研究更高效的热能转换技术，降低热能损失，提高光热转换效率。
集成多种技术
将太阳能光热技术与其他可再生能源技术进行集成，实现互补和优化。
利用太阳能光热技术对农产品、木材等物料进行烘干，提高产品质量和降低能耗。
太阳能光热技术的发展历程
19世纪
太阳能光热技术的初步探索和应用，如太阳能热水器等。
20世纪
随着材料科学和技术的进步，太阳能光热技术得到进一步发展和应用，如太阳能集热器等。

太阳能热利用介绍(共7张PPT)

环境温度的升高而逐渐成熟，从而完成炊事作业。
置硅橡胶制成的密封圈。
太阳能工程产品
如何能够找到一种清洁、廉价又方便实用的能源来替代这些被取缔的锅炉是政府和人们都在思考的一个问题。太阳能的出现解决了这个难题。
面保温层和框架构成。它由平板集热水箱组成，一般采用自然循环运行方式。
它由多支玻璃真空集热管直接插入水箱构成，一般采用自然对流换热。聚光式太阳灶则是将收集的太阳辐射密集后，再进行光热转换，直接或通过炊具将热能提供给食物，进而完成炊事作业的。
太阳能热利用热水器
它由平板集热水箱组成，一般采用自然循环运行方式。
环境温度的升高而逐渐成熟，从而完成炊事作业。
一般采用自然对流它由平板集热水箱组成，一般采用自然循环运行方式。
缺点是散热快，热水不能过夜使用，在冬季及阴雨天也不能使用，这种产品只在某些边远农村才使用，现已基本被淘汰。缺点是散热快，热水不能过夜使用，在冬季及阴雨天也不能使用，这种产品只在某些边远农村才使用，现已基本被淘汰。
太阳能热利用热水器
第一代为闷晒式热水器。这是集热与贮热与贮热合二为一的整体热水器，一般由二至三个涂黑的圆管构成，由黑色涂层吸收热能把水加热，优点是结构简单、造价较低；缺点是散热快，热水不能过夜使用，在冬季及阴雨天也不能使用，这种产品只在某些边远农村才使用，现已基本被淘汰。
太阳能热利用热水器
太阳灶
太阳能热利用热水器
太阳能热水器为什么能使水变热？
利用太阳能的热水器主要由集热器、循环管道和水箱等组成，当集热器吸收太阳光以后，集热器内的温度上升，水温也随之升高。水温升高后，便由上升水管进入循环水箱的上部。而循环水箱下部的冷水就由水箱下部流到集热器下方，在集热器内受热后又上升。这样不断地对流循环，水温逐渐升高

太阳能光热技术介绍ppt课件

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64 MWe Acciona Nevada Solar One Solar Parabolic Trough Plant
8
PS20 plant under construction beside PS10
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Abengoa s晚，但是发展较快，由于其高效率，模块化的优势，是非常被看好的一种利用形式。
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灵活的利用形式：斯特林发电机；微型汽轮机；现有火电厂增容。
27
三种不同方式主要参数对比
项目
槽式
塔式
碟式
聚焦方式
线聚焦
点聚焦
点聚焦
装机容量
30-320MW
10-200MW
5-25kW
1980 年以色列和美国，路兹 LUZ 太阳能光热公司，从 1985年-1991年，在美国加州沙漠相继建成了9座槽式太阳能热发电站，总装机容量 353.8MW，并投入网营运。
1976 年,法国比利牛斯山, 第1 座电功率达100 kW 的塔式CSP
6
发展历史
1950 年原苏联设计建造了世界第1 座塔式太阳能热发电小型试验装置. 1976 年法国在比利牛斯山建成第1 座电功率达 100 kW 的塔式太阳能热发电系统之后. 20 世纪80 年代以来, 美国、意大利、法国、西班牙、日本、澳大利亚、德国、以色列等国相继建立各种不同类型的实验示范装置和商业化运行装置, 促进了太阳能热发电技术的发展和商业化进程.
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集热塔式CSP 电站
50-165m
1.2-120m2
集热塔式聚光系统
定日镜系统吸热和热量传递系统发电系统
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Gemasolar 电站结构示意图

太阳能光热能电综合利用技术

2，夜晚不能发电
3，发电不稳定，以至于电网不允许上网 4，各种蓄能方法均不成熟
因此，被称为垃圾电
中国太阳能领域研发和创新能力薄弱
技术层面，光伏应用中存在系统效率低、可靠性低，受
自然条件限制大，光伏系统专用蓄电池的研发成本高等问题。光伏产业尚未建立起全面的研发和创新体系，也缺乏一些高新制造产业的支撑，因此我国的太阳电池关键生产设备基本依赖进口。
核心技术----储能
中国科学院电工所研究员、中国太阳能光热发电权
威专家、中国太阳能光热产业技术创新联盟理事长王志峰博士，在一次发言中强调：太阳能热发电关键技术在储能，没有储能就谈不上热发电，这是实现太阳能光热发电全天候运转的技术保障。
国家政策
今年6月1日，国家发展和改革委员会颁布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》正式实施，在指导目录鼓励类新增的新能源门类中，太阳能光热发电被放在突出位置。
研发出终级隔热材料，大大减少散热
发电装置
低温工质螺杆发电机
核心技术---储能太阳能光热发电系统
太阳能集热系统低温工质螺杆发电机相低温工质螺杆发电机变蓄能系统
太阳能集热系统
相变蓄能系统
100KW发电机经济指标
序号
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7.
太阳能光热稳衡发电系统
发明的通过太阳能集热装置高效率地集热，应用适合螺杆膨胀动力机工作温度的相变材料蓄热，再将所蓄能量均衡的输送给螺杆膨胀动力发电机发电；这种高效率、无峰谷、全天候的太阳能发电方式，除了可以广泛应用于广大地区的日常发电，还能解决海岛、边防、偏远村镇、应急救援、野外工作等更多用电问题。

太阳能热利用技术课件

集热器的总热损失量QL由顶部、边缘及底部热损失三部分组成，即：
QL Qt Qb Qe AtU t (Tp Ta ) AbU b (Tp Ta ) AeU e (Tp Ta ) AcU L (Tp Ta )
式中，Qt、Qb、Qe——顶部、底部、侧面散热损失，W； Ut、Ub、Ue——顶部、底部、侧面热损系数， W/(m2·K)； At、Ab、Ae——顶部、底部、侧面面积，m2； UL——吸热板对环境的总热损系数，W/(m2·K)。
集热器
聚光型集热器
将太阳光聚集在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。
非聚光型集热器
能够利用直射辐射和散射辐射。
（平板集热器，真空管集热器）
按集热器是否跟踪太阳分类： • （1）跟踪集热器 • （2）非跟踪集热器按集热器内是否有真空空间分类： • （1）平板型集热器 • （2）真空管集热器
一、平板型集热器热性能
集热器的集热效率是衡量其热性能的主要指标。
集热效率的测定有两种基本方法：瞬时法和量热法两种。
瞬时法：
Qu m cp Tf ,o Tf ,i
Ac I
Ac I
量热法：
Qu
m c p
dT f
d
Ac I
Ac I
二、平板型集热器的可靠性和耐久性试验
国家标准《平板型太阳能集热器》GB 6424— 2007涉及到有关出厂产品质量检验和例行试验方法与检验规则等可靠性试验的内容。
出厂检验指外观检查和耐压试验。例行试验包括热性能，空晒、淋雨、耐冻，强度和刚度、涂层试验等内容。
5-7 集热器的热性能测试
一、集热器的热性能测试的主要内容
(1)稳态或准稳态瞬时效率特性； (2) 集热器时间常数； (3)集热器的热容量； (4)入射角修正系数； (5)流动阻力。

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，再由蒸气推动㶽轮机发电。
太阳能发电 ★ 光伏发电
太阳能光电转换
太阳能光电转换光电转换又称太阳能光伏。就是利用太阳电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换，因此太阳能发电又称为光伏发电。
世界能源结构预测
光伏发电技术比较
太阳能发电目前困境
1，受气候影响很大，如：阴晴、风沙等 2，夜晚不能发电 3，发电不稳定，以至于电网不允许上网 4，各种蓄能方法均不成熟
因此，被称为垃圾电
中国太阳能领域研发和创新能力薄弱
技术层面，光伏应用中存在系统效率低、可靠性低，受自然条件限制大，光伏系统专用蓄电池的研发成本高等问题。光伏产业尚未建立起全面的研发和创新体系，也缺乏一些高新制造产业的支撑，因此我国的太阳电池关键生产设备基本依赖进口。
即使只在白天发电，即使是垃圾电，即使政府给与大力支持，还是进展缓慢，为什么？
没有调峰谷的蓄能技术所以有太阳能发电公司，几十亿投入很大一部分建
了火力发电厂调峰，有趣吗？
光热发电逐渐走在前列
主要方式：
碟式发电
槽式发电
塔式发电
核心技术----储能
中国科学院电工所研究员、中国太阳能光热发电权威专家、中国太阳能光热产业技术创新联盟理事长王志峰博士，在一次发言中强调：太阳能热发电关键技术在储能，没有储能就谈不上热发电，这是实现太阳能光热发电全天候运转的技术保障。
人才壁垒：二十一世纪以来，光伏产业发展很快，光伏设备行业为了更好地支持光伏产业的发展，需要不断的开发新设备、扩大生产规模，这意味着对专业人才有很大的需求。目前，行业内有经验的技术及服务人员数量较少，进入本行业面临着人才缺乏的障碍。
光伏发电单位投资总成本
目前光伏发电单位投资总成本为1.90 万元/kw，其中太阳能光伏电池组件1.09 万元/kw，占总投资成本的 60%左右。
采用原保温材料损失要达15%以上
核心技术----储能
突破性地解决了无机盐水合物相变材料相分离的问题；研发出世界最高水平：. 极稳定无机盐水合物相变材料
发现了相变材料过冷过热的原因，发现了无机盐水合物激发式吸热的现象，发现了无机盐水合物亚稳态在吸放热时的作用；发现了无机盐水合物浓溶液特殊的存在的方法。
太阳能光热稳衡发电技术
由三部分组成：太阳能集热装置----成熟技术
相变蓄能材料----创新发明
低热源双工质螺杆膨胀发电机----成熟技术
核心技术----蓄能
无论太阳光强弱，将其能量全部储蓄于应用了相变材料的蓄能装置中。
无论何时发电都由恒温的蓄能装置提供热源。当然恒流、无峰谷、并且直接输出交直流电直接使
太阳能光热能电综合利用技术ppt
太阳能的利用
▪ 太阳能的利用主要通过
▪
光—热
▪
光—电
▪
光—化学
▪
光—生物质
▪
等几种转换方式实现
太阳能发电 ★ 光热发电
太阳能光热转换
现代的太阳能科技可以将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。集热式太阳能(Solar Thermal)。原理是将镜子反射的太阳光，聚焦在一条叫接收器的玻璃管上，而该中空的玻璃管可以让油流过。从镜子反映的太阳光会令管子内的油升温，产生蒸气
国家政策
• 今年6月1日，国家发展和改革委员会颁 •布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》正式实施，在指导目录鼓励类新增的新能源门类中，太阳能光热发电被放在突出位置。
太阳能光热稳衡发电系统
•发明的通过太阳能集热装置高效率地集热，应用适合螺杆膨胀动力机工作温度的相变材料蓄热，再将所蓄能量均衡的输送给螺杆膨胀动力发电机发电；这种高效率、无峰谷、全天候的太阳能发电方式，除了可以广泛应用于广大地区的日常发电，还能解决海岛、边防、偏远村镇、应急救援、野外工作等更多用电问题。
•
蓄能保温计算示例
蓄能温度120℃, 蓄能箱表面积10平方米保温层厚度20CM，环境温度20 ℃ 根据付里叶定律计算如下：，采用原最佳保温材料如苯板时 Q=-λAδt/δd=-0.05*10*100/0.2=-250w 一天损失率=250*3600*24/180*2000=5.4% 采用气凝胶保温 Q=-λAδt/δd=-0.015*10*100/0.2=-75w 一天损失率=75*3600*24/180*2000=1.6%
这种现状导致我国光伏产业被打上“代工车间”的烙印。另外，光伏生产技术更新换代较快，光伏技术已经在朝着全产业链优化、自动化的方向发展，而我国目前主要靠进口生产线、并且各产业链单兵作战。
进入光伏发电领域的主要障碍
技术壁垒：光伏设备的设计制造十分复杂，涵盖半导体物理学、热学、自动控制学和机械设计学等多门学科
研发出终级隔热材料，大大减少散热
发电装置
核 •低温工质螺杆发电机心技术-•-太--储阳能能光热发电系
用或并网
蓄 •能太阳技能光术热得稳衡以发电实技术现
•蓄能技术得以实现，得益于全新隔热材料的研发成功 •蓄能技术的最大障碍是蓄能的流失 •隔热领域，最好的商品化隔热材料隔热率也要将 0.4W/K.M
•我们拥有独立知识产权的，具有世界领先水平的，气凝胶GJ干燥制备技术，生产了导热率0.0140.0018W/K.M的世界终极隔热材料，使蓄能损失降到极低水平。
核心技术----储能
创新思维，双工质驱动螺杆膨胀动力机的成功，使蓄能材料的温度变得更低。
需要温度达到300-500 ℃
热损失巨大q=- λAδt/δd=-0.013*10*300/0.2
=-225W
可见即使采用气凝胶损失也要达5%以上
采用λ=0.05w/k.m的保温材料则
q=- λAδt/δd=-0.05*10*300/0.2=-750W
装机容量 1kw
投资（人民币，万元/kw）比例
前期费用、工程设计等 0.20
10.5%
太阳能光伏电池组件 1.09
57.3%
并网逆变器
0.20
10.5%
配电测量及电缆等
0.10
5.3%
设备运输
0.08
4.2%
安装调试&入网检验
0.23
12.1%
合计Байду номын сангаас
1.90
数据来源：中国光伏发展报告
注意：白天有电，晚上呢？