槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势
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太阳能热发电技术的研究现状与趋势随着全球能源消耗量的增长和环境问题的日益突出,寻找新的、可再生的能源已经成为世界各个国家共同关注的重大问题。
太阳能热发电技术作为其中的一种可再生能源,正逐渐受到人们的重视和关注。
本文将从太阳能热发电技术的现状、优点与缺点、研究进展以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、太阳能热发电技术的现状太阳能热发电技术,是一种利用太阳能将水加热成蒸汽,再通过涡轮发电机将蒸汽转化为电能的一种新兴的可再生能源技术。
在太阳辐射充足的地区,太阳能热发电技术已经展现了其广阔的应用前景。
目前,全球已经建成了多个太阳能热电站,其中西班牙、美国、阿联酋等国家和地区的太阳能热电站规模最大,同时也是现今全球最先进的太阳能热发电技术。
其它像印度、中国、澳大利亚等地,也在积极推进太阳能热发电项目建设。
二、太阳能热发电技术的优点与缺点作为一种新兴的可再生能源技术,太阳能热发电技术也有其优点和缺点。
优点:1. 清洁环保,无污染:太阳能热发电技术不会排放二氧化碳、氧化氮等有害气体,无污染,对环境友好。
2. 独立性强,直接将太阳能转化为电能:太阳能热发电技术是一种独立的能源系统,能够直接将太阳能转化为电能。
3. 操作维护费用较低:太阳能热发电站不需要燃料,只需要进行定期维护维修,相对于传统化石能源电站,其操作维护成本更低。
缺点:1. 受天气影响:太阳能热发电技术的发电量会受到天气的影响,如晴天发电量较多,而阴天或夜晚则不能发电。
2. 投资成本高:由于太阳能热发电技术是一种新兴的技术,需要较高的投资成本,建设工期也会比较长。
三、太阳能热发电技术的研究进展太阳能热发电技术是一种不断发展和创新的领域。
目前,太阳能热发电技术的发展主要集中在以下几个方面:1. 提高发电效率:太阳能热发电技术的发电效率直接影响到其应用前景和经济效益。
各国研究人员正在探索提高吸收太阳辐射率、提高蒸汽温度和增加热能的存储等重要技术。
2. 降低成本:降低太阳能热发电技术的成本是促进其推广应用的关键。
槽式太阳能热发电技术的现状及进展槽式太阳能热发电技术简介槽式太阳能热发电是利用槽式聚光镜将太阳光聚在一条线上,在这条线上安装着一个管状集热器,用来吸收太阳能,并对传热工质进行加热,再借助蒸汽的动力循环来发电。
槽式聚光器的抛物面对太阳进行的是一维跟踪,聚光比为10~100,温度可以达到400℃。
20世纪80年代中期槽式太阳能热发电技术就已经发展起来了,目前美国加利福尼亚州已经安装了354 MW的槽式聚光热发电站,其工作介质是导热油,换热器可以使导热油产生接近400℃的过热蒸汽来驱动汽轮机发电。
槽式太阳能热发电技术特点槽式太阳能热发电技术最主要的特点是使用了大量的抛物面槽式聚光器来收集太阳辐射能,并把光能直接转化为热能,通过换热器使水变成高温高压的蒸汽,并推动汽轮机来发电。
因为太阳能是不确定的,所以在传热工质中加了一个常规燃料辅助锅炉,以备应急之用。
槽式太阳能热发电的缺点是:(1)虽然这种线性聚焦系统的集光效率由于单轴跟踪有所提高,但很难实现双轴跟踪,致使余弦效应对光的损失每年平均达到30%。
(2)槽式太阳能热发电系统结构庞大,在我国多风、高风沙区域难以立足。
(3)由于线型吸热器的表面全部裸露在受光空间中无法进行绝热处理,尽管设计真空层以减少对流带来的损失,但是其辐射损失仍然随温度的升高而增加。
槽式太阳能热发电技术集热系统结构(一)集热管集热管是槽式太阳能热发电集热系统的一个关键部件,能够将反射镜聚集的太阳直接辐射能转换成热能,温度可达400℃。
目前使用的集热管内层为不锈钢管,外层为玻璃管加两端的金属波纹管。
内管涂覆有选择性吸收涂层,以实现聚集太阳直接辐射的吸收率最大且红外波再辐射最小。
两端的玻璃一金属封接与金属波纹管实现密封连接,提供高温保护,密封内部空间保持真空。
减少气体的对流与传导热损,又加上应用选择性吸收涂层-使真。
槽式太阳能热发电技术的现状及进展古雯雯(华北电力大学能源与动力工程学院,北京,102206)Trend and Current Status of Solar Parabolic Trough Power Generation TechnologyGU Wenwen( Department of energy and power engineering, North China Electric PowerUniversity,Beijing,102206)ABSTRACT: Solar parabolic trough power generation is an important technology to utilize solar energy in large scale. Starting with introducing the development background of solar thermal power generation, this survey expounded the basic principle and application state of the parabolic trough power generation. Several key techniques were analyzed specially, including the progress of the support structure, reflector, receiver, Thermal Storage, direct steam generation (DSG) and integrated solar combined-cycle system (ISCCS). The research progress in China was also briefly introduced. Combined with the situation of our country, it was pointed out that parabolic trough power generation is the most suitable technology which should be developed as the priority technology. At the same time, ISCCS can be an important way of developing solar energy in China.KEY WORDS:Solar parabolic trough power generation; trend; DSG; ISCCS摘要:槽式太阳能热发电技术是大规模开发利用太阳能的一个重要途径。
太阳能热发电槽式高温集热管研发及产业化太阳能热发电是一种利用太阳能将光能转化为热能,并进一步转化为电能的技术,被广泛应用于清洁能源领域。
而热发电的关键技术之一就是集热管,其在太阳能热发电系统中起着至关重要的作用。
本文将重点介绍太阳能热发电槽式高温集热管的研发和产业化情况。
太阳能热发电槽式高温集热管是太阳能热发电系统中的核心部件之一,其主要作用是将太阳能转化为热能,并将其传递给工作流体,进而驱动发电机发电。
槽式高温集热管的特点是能够高效地吸收太阳辐射,快速将热量传递给工作流体,并保持相对稳定的热转化效率。
为了研发和产业化太阳能热发电槽式高温集热管,需要解决一系列技术难题。
首先,需要设计出具有高效吸收太阳辐射的表面结构,以提高集热效率。
其次,需要选择合适的传热介质和设计合理的流体路径,以实现快速热传递和稳定流体工作。
此外,还需要研发适用于高温环境的耐高温材料,以保证集热管的长期稳定运行。
在过去的几十年中,许多科研机构和企业开始进行太阳能热发电槽式高温集热管的研究。
以中国为例,中国科学院、清华大学、国家能源集团等单位在该领域积累了丰富的研究经验。
通过不断的探索和实验,已经取得了一系列重要的技术突破,促进了槽式高温集热管的进一步发展。
目前,太阳能热发电槽式高温集热管已经开始走向产业化。
国内外一些企业已经开展了大规模的生产,为太阳能热发电系统的建设提供了有力的支持。
然而,目前仍然存在一些挑战和问题。
首先,成本仍然较高,需要进一步降低生产成本,提高经济性。
其次,耐高温材料的研发和应用仍然需要加强,以提高集热管的稳定性和寿命。
为了推动太阳能热发电槽式高温集热管的发展和产业化,需要进一步加强科研合作和技术创新。
政府和企业应将其作为重点支持的领域,加大资金投入和政策支持,鼓励科研机构与企业联合进行研究和产业化。
同时,还需要加强人才培养,培养一批专业人才,推动太阳能热发电技术的研发和应用。
总之,太阳能热发电槽式高温集热管的研发和产业化是太阳能热发电技术发展的重要方向。
太阳能热发电的应用前景及槽式集热器实验研究首先,太阳能热发电被广泛应用于家庭热水供应系统中。
太阳能热发电利用太阳能直接加热水,可以替代传统的燃气或电能加热方式,实现热水的可再生能源供应。
这样不仅节约了能源,减少了对化石燃料的依赖,还减少了二氧化碳等温室气体的排放,对环境保护起到了积极的作用。
其次,太阳能热发电在工业生产中也有着广泛的应用。
许多工业过程需要大量的热能,比如炼油、炼钢等。
传统的热能供应方式通常依赖于化石能源,不仅能源消耗大,且对环境污染严重。
而太阳能热发电可以作为替代能源,为这些工业过程提供清洁的热能,减少环境污染。
此外,太阳能热发电也可以应用于城市供暖系统中。
传统的城市供暖往往依赖于煤炭、石油等化石能源,对环境造成了严重的污染。
而太阳能热发电可以利用太阳能直接加热水,为城市供暖系统提供清洁的热源。
通过建立太阳能热发电站,可以大幅度减少对化石能源的需求,降低空气和水污染。
槽式集热器是太阳能热发电中的重要组成部分,也是目前热发电技术研究的热点之一、槽式集热器通过聚焦太阳光来加热工作流体,然后将热能转化为电能。
它具有以下几个特点:首先,槽式集热器具有较高的太阳光聚焦效率。
槽式集热器通常采用镜面反射器将太阳光聚焦到一个集热器管道中,这样可以提高太阳能的利用效率,减少能量的损失。
其次,槽式集热器具有较高的工作温度。
槽式集热器通常采用真空吸附管作为工作流体,可以将工作温度提高到数百度以上,从而提高热能转化为电能的效率。
最后,槽式集热器具有较为灵活的光学设计。
槽式集热器可以根据不同地区的太阳辐射情况进行优化设计,以获得最佳的能量利用效果。
目前,槽式集热器在实验研究中取得了一些重要的成果。
研究人员通过不断改进槽式集热器的结构和材料,提高了其太阳光聚焦效率和工作温度,从而提高了太阳能热发电的效率。
此外,他们还探索了槽式集热器在不同应用领域中的应用潜力,并取得了一些令人鼓舞的结果。
总之,太阳能热发电具有广阔的应用前景,可以在家庭热水供应、工业生产和城市供暖等领域中起到重要作用。
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势1、槽式太阳能热发电技术的研发背景能源是人类生存和发展的重要物质基础,更是社会经济发展的动力源泉。
在当今世界的能源结构中,人类利用的能源是以煤炭、石油和天然气为主的化石能源。
在 2008 年世界主要能源需求比例中,煤炭、石油和天然气的需求量占了能源总需求量的 75%以上。
然而这些常规能源是一次性不可再生能源,其蕴藏量十分有限,随着开采量和使用量的急剧增加而逐渐枯竭,预计到2020 年世界一次能源消费总量将达到 200-250 亿吨标准煤。
与此同时,化石能源燃烧不可避免地产生大量二氧化碳等温室气体,导了全球生态环境的严重污染和破坏。
随着世界能源匮乏与环境恶化日益加剧,开发新的能源利用方式,充分利用清洁能源,逐步改变以煤、石油为主的能源结构,将会成为全球性的研究问题。
世界各国的煤炭需求情况,2008年中国、美国、印度、俄罗斯、欧盟和日本消耗的煤炭量占当年全球煤炭消耗总量的 83%,这六个国家CO2温室气体的排放量也占到了当年全球CO2排放量的70%。
产生电力是煤炭消耗的最重要途径之一。
从2008年的数据可以看出,全球电力部门发电燃烧的煤炭量将近占全年世界煤炭消耗总量的三分之二。
因此,世界各国开始关注一次能源在产生电力方面的替代,并积极调整以燃煤发电为主的能源结构,大力研究开发和利用可再生能源发电技术,新型的能源发电技术和节能技术也在全球范围内迅速发展起来,可再生能源在整个能源消耗中所占的比例必然会逐步地提高,这对人类社会可持续发展有着十分重要的意义。
对于中国来说,能源短缺与环境恶化的问题显得更为严峻。
为了满足迅速膨胀的工业和城市的电力需要,我国对电力的需求量变得越来越大。
据 2007年6月报道中国平均每天都有两个新电站竣工,同时国家发展和改革委员会能源局透露,2010年我国的电力装机总容量超过了8.4亿千瓦。
然而,当前我国将近四分之三的电力来自燃煤的火力发电厂。
槽式太阳能热发电技术的现状及进展
槽式太阳能热发电技术是一种利用镜面反射将太阳热能聚焦到管路中的流体介质上,通过流体介质中的高温高压水汽推动汽轮机发电的技术。
目前,槽式太阳能热发电技术已经取得了一定的进展。
在技术方面,槽式太阳能热发电技术相对于其他太阳能热发电技术来说具有更高的温度和更高的发电效率。
槽式太阳能热发电技术可以将太阳能的集中度提高到非常高的水平,从而使得其发电效率相对较高。
此外,槽式太阳能热发电技术在控制系统、镜面制造等方面也有所进展,使得系统的稳定性和可靠性得到了提高。
在应用方面,槽式太阳能热发电技术已经在一些国家开始大规模商业化应用,如西班牙的塞维利亚槽式太阳能热发电站。
这些发电站可以实现大规模的发电,为电网供电。
同时,一些国家也在进一步推进槽式太阳能热发电技术的研究和发展,增加其在能源产业中的占比。
然而,槽式太阳能热发电技术也面临一些挑战。
首先,槽式太阳能热发电技术需要大面积的镜面反射器来聚焦太阳光线,因此对土地资源要求较高。
其次,槽式太阳能热发电技术的建设成本较高,需要大规模的投资。
再次,槽式太阳能热发电技术对太阳光照的依赖较强,天气条件对其发电效率有一定影响。
总体来说,槽式太阳能热发电技术在技术和应用方面都取得了一定的进展,但仍面临一些挑战。
随着技术的不断进步和成本的降低,相信槽式太阳能热发电技术
在未来会有更广阔的应用前景。
太阳能发电技术的现状与未来发展随着环境保护意识的不断提高,可再生能源逐渐受到越来越多的关注,其中尤以太阳能作为能源的重要来源之一。
太阳能发电技术不断发展,成为可再生能源领域的热点话题。
本文将探讨太阳能发电技术的现状以及未来的发展趋势。
一、太阳能发电技术的现状随着科技的不断进步,太阳能发电技术得到了广泛应用。
目前主要的太阳能发电技术包括太阳能光伏发电、太阳能热发电、光热联合发电等。
1. 太阳能光伏发电太阳能光伏发电是指利用太阳能将光线转化为电能。
光伏电池是太阳能光伏发电的核心部件,其主要由硅等半导体材料制成,并将光线的能量转化为直流电能。
光伏电池可以分为单晶硅、多晶硅、非晶硅等多种材料,其中单晶硅电池具有高效率和稳定性好的特点。
目前,太阳能光伏发电已经广泛应用于住宅、商业和工业领域,并且得到了各国政府的支持。
例如,中国正在大力发展太阳能光伏发电,通过政策扶持和资金投入,截至2020年,我国太阳能光伏发电总装机容量已经达到24030万千瓦,成为全球最大的太阳能市场之一。
2. 太阳能热发电太阳能热发电是利用集热器将太阳能转化为热能,再利用发电机将热能转化为电能。
太阳能热发电技术主要包括塔式发电和槽式发电。
塔式发电是指利用集中式的反射镜将光线反射到集中于塔顶的太阳能集热器上,进行热能转化和储存,最终利用蒸汽发电机将热能转化为电能。
槽式发电则是利用凹面反射器将光线反射到集热管上,管中流淌的液体受到加热后,会产生热膨胀,从而使得转子运动,从而将机械能转化为电能。
目前,太阳能热发电主要应用于大型商业和工业领域。
例如,美国的Ivanpah太阳能热电站可以提供充足的电力支持,为洛杉矶和洛杉矶地区的120,000个家庭和工业提供电力。
3. 光热联合发电光热联合发电是指利用太阳能集热器将光能转换为热能,再利用热能发电机将热能转化为电能,同时利用废热提供供暖或供热水。
光热联合发电技术种类繁多,可以根据集热方式的不同分为平板集热器、真空管集热器、塔式集热器等。
太阳能热发电技术的发展现状与未来趋势太阳能热发电技术,作为一种利用太阳能转化为电能的可再生能源形式,近年来取得了令人瞩目的发展。
本文将探讨太阳能热发电技术的现状以及未来的发展趋势。
首先,让我们回顾太阳能热发电技术的发展历程。
太阳能热发电技术最早可以追溯到19世纪末和20世纪初。
当时,人们发现将太阳能集中到一个点上可以产生高温,从而用来驱动蒸汽发电机。
随着技术的进步,热发电设备逐渐变得更加高效和可靠。
然而,由于成本的限制以及对燃料的依赖,太阳能热发电技术在相当长的时间内并没有得到广泛应用。
然而,随着对可再生能源和环境保护的重视,太阳能热发电技术在过去几十年里经历了飞速的发展。
如今,太阳能热发电技术已经成为可再生能源领域最具潜力的应用之一。
目前,有几种不同的太阳能热发电技术得到了广泛应用,包括塔式太阳能热电站、抛物线槽式太阳能热电站和透平太阳能热电站等。
塔式太阳能热电站是目前最为常见的太阳能热发电形式之一。
它采用锥形塔结构,通过一系列的镜面将太阳光集中到塔顶的接收器上。
接收器中的工作流体被加热转化为蒸汽,然后驱动涡轮机发电。
这种技术具有高效率和稳定性的优点,并且可以在无阳光的情况下存储热能,以保证连续发电。
目前,塔式太阳能热电站已经在世界各地建设并投入运营,为可再生能源的利用做出了重要贡献。
抛物线槽式太阳能热电站是另一种常见的太阳能热发电技术。
它利用一系列抛物面镜面将阳光聚焦到集热管上,集热管中的工作流体被加热转化为蒸汽,然后通过传统的蒸汽发电机发电。
这种技术适用于小规模的应用,如工业加热和供暖等,具有较高的灵活性和适应性。
透平太阳能热电站则是一种较新的太阳能热发电形式。
它通过太阳能中的红外辐射直接将光能转化为机械能,然后再转化为电能。
透平太阳能热电站具有高效率和可持续的特点,对于太阳能资源稀缺的地区来说具有重要意义。
未来,太阳能热发电技术仍然面临着一些挑战和机遇。
其中,降低成本是一个重要的目标。
目前,太阳能热发电技术的成本还相对较高,限制了其在市场上的竞争力。
目前,随着世界的不断发展,人们的环保意识也逐渐开始提高,以传统能源为基础的工业对人们的日常生活带来了越来越严重的影响,为此人们也正在寻找新的能源进行部分替代和全部替代传统能源的尝试。
太阳能无疑是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,世界各地也正在如火如荼地研究和商业化运行各种太阳能发电站,其中太阳能光热发电对比与太阳能光伏发电因为其能够进行热存储,实现24小时不间断发电,所以受到了世界各地太阳能研究机构和新能源公司的青睐。
以太阳能槽式光热发电系统为代表的发电技术更是遍地开花,商业化运行已经非常成熟。
随着太阳能槽式光热发电系统技术的不断发展,降低成本,提高系统效率已经成为了推动该技术不断发展的不竭动力,至此,新一代的太阳能槽式光热发电系统技术也正在悄悄的成为新的主力军。
1传统的太阳能槽式光热发电系统技术传统的太阳能槽式光热发电系统技术(如图1),是以导热油为代表的热载体,利用抛物线的光学原理,聚集太阳能,然后将太阳能汇集到集热管上,集热管中的导热油会吸收太阳的能量,导热油会在太阳能集热场的流动过程中,温度从290℃逐渐被加热到390℃,然后流出太阳能集热场。
被加热后的高温导热油一部分流入蒸汽发生器与水换热,然后流回太阳能集热场,而换热的水变成375℃的水蒸气推动蒸汽轮机发电;另一部分高温导热油则通过热交换器与熔盐进行换热流回太阳能集热场,而换热后的高温熔盐将储存在高温熔盐罐中,待夜间无日照时与导热油换热用于夜间蒸汽汽轮机发电。
图12新一代的太阳能槽式光热发电系统技术新一代的太阳能槽式光热发电系统技术(如图2),是以熔盐为代表的热载体,利用抛物线的光学原理,聚集太阳能,然后将太阳能汇集到集热管上,集热管中的熔盐会吸收太阳的能量,熔盐会在太阳能集热场的流动过程中,温度从290℃逐渐被加热到550℃,然后流出太阳能集热场。
被加热后的高温熔盐流入储热系统中的高温熔盐储罐中,其中一部分高温熔盐会从高温熔盐储罐中流出在蒸汽发生器与水换热,然后流回储热系统中的低温熔盐储罐中,而换热的水变成375℃的水蒸气推动蒸汽轮机发电;另一部分高温熔盐则留在高温熔盐储存在高温熔盐罐中,待夜间无日照时继续输出换热用于夜间蒸汽汽轮机发电。
太阳能发电行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势引言:近年来,随着环保意识的增强和能源需求的持续增长,太阳能发电行业迎来了快速发展的机遇。
本文旨在全面分析太阳能发电行业的现状,并对未来五至十年的发展趋势进行展望,以期为相关从业人员提供有用的参考。
一、太阳能发电行业现状分析1. 市场规模扩大:太阳能发电行业自20世纪90年代开始崛起,并在近几年迅速发展壮大。
随着技术的不断进步和成本的不断下降,太阳能发电已成为世界各国重要的可再生能源之一。
根据国际能源署的数据,截至2019年底,全球太阳能发电装机容量已超过600GW,较上一年增长了近20%。
2. 技术进步推动发展:太阳能发电技术在过去几年取得了显著的突破。
高效太阳能电池的研发,使得光伏发电的效率不断提高。
同时,太阳能储能技术的创新也使得光伏发电可以在无阳光时持续供电,进一步提高了太阳能发电的可靠性和可持续性。
3. 政策支持助力发展:各国政府纷纷出台一系列政策措施,以推动太阳能发电行业的发展。
补贴政策、税收优惠等措施在一定程度上减轻了太阳能发电项目的投资成本,吸引了更多的企业和个人参与其中。
此外,一些国家还推出了配额制度,要求企业在能源消耗中使用一定比例的可再生能源,提升了太阳能发电市场的需求。
4. 市场竞争加剧:太阳能发电市场的迅速发展也带来了激烈的竞争。
国内外众多太阳能发电企业纷纷进入市场,导致市场竞争日益激烈。
因此,提高技术水平、降低生产成本以及优化销售渠道等方面的能力成为企业取胜的关键。
二、未来五至十年发展趋势展望1. 市场规模继续扩大:预计未来五至十年,全球太阳能发电市场将继续保持快速增长。
刺激市场需求的政策和技术进步将是推动市场规模扩大的主要因素。
据行业分析师预测,到2030年,全球太阳能发电装机容量将超过2TW。
2. 技术创新持续推动:未来几年,太阳能发电技术将继续突破,高效太阳能电池的研发将进一步提高光伏发电的效率。
此外,在储能技术方面的创新将改善光伏发电系统的可靠性和稳定性,减少对传统电网的依赖。
太阳能光热发电技术的发展现状与未来趋势分析近年来,随着全球对绿色能源的需求不断增加,太阳能光热发电技术逐渐成为一种备受关注的清洁能源发电方式。
它利用太阳能的辐射能将光能转化为热能,再将热能转化为电能,同时在能源转化过程中无二氧化碳的排放。
本文将从历史发展、现状以及未来趋势等方面进行探讨。
首先,从历史发展的角度来看,太阳能光热发电技术可以追溯到上世纪六十年代。
那时太阳能热电站主要采用集热器将太阳能转化为热能,再利用热发电机组将热能转化为机械能,最后再通过发电机将机械能转化为电能。
这种技术规模较小,效率较低。
随着技术的不断进步,现代太阳能光热发电技术逐渐成熟。
现如今,国际上主要应用的太阳能光热发电技术主要有塔式、槽式和盘式三种。
其中,塔式太阳能热电站通过集热塔将太阳能集中,再利用锅炉将水加热为蒸汽,从而带动汽轮机发电。
而槽式太阳能热电站则利用大面积的平面集热器将太阳能集中到镜面槽内,从而加热工质转化为电能。
目前,全球范围内太阳能光热发电技术的装机容量也在不断增加。
西班牙的普拉多尔斯高塔式太阳能热电站、美国的伊凯热发电站、中国的德令哈393光热发电项目等都是典型的代表。
不仅如此,一些国家还推出了太阳能光热发电的补贴政策,进一步推动了该技术的发展。
然而,太阳能光热发电技术在发展中也面临着一些挑战。
首先是技术成本的问题。
目前,太阳能光热发电技术的成本相对比较高,主要是由于集热器、锅炉以及转化设备等部件的制造成本较高。
其次是存储与输送问题。
太阳能光热发电技术需要大量的热储存设备,以保证24小时稳定供电,而这也增加了系统的复杂性和成本。
另外,太阳能光热发电的输送距离受限,需要与电网进行连接,这也带来了一定的挑战。
然而,随着技术的进步与创新,太阳能光热发电技术在未来仍然有着广阔的发展前景。
首先,在技术成本方面,人们可以通过提高制造工艺和技术水平,减少成本。
例如,一些国家已经开始采用新材料和新工艺生产集热器,提高了集热器的效率并降低了成本。
太阳能发电技术发展现状与未来趋势太阳能是一种绿色、清洁、可再生的能源,已经成为世界各国推动可持续发展的重要选择之一。
太阳能发电技术作为利用太阳能进行能源转换的手段,在近年来取得了显著的发展,但同时也面临一些挑战和限制。
本文将探讨太阳能发电技术的现状和未来趋势。
太阳能光伏发电是目前应用最广泛的太阳能发电技术之一。
光伏发电利用光伏电池将太阳能转化为电能。
近年来,太阳能光伏发电的成本大幅下降,效率不断提高。
由于技术进步和规模化生产,太阳能电池板的价格逐渐降低,使得光伏发电成本与传统能源发电逐渐接近甚至更低。
在全球范围内,越来越多的国家和地区开始大规模建设太阳能光伏发电站,以满足日益增长的能源需求。
除了光伏发电,太阳能热发电也是一种重要的太阳能发电技术。
太阳能热发电利用太阳能热量驱动发电机组产生电能。
相比于光伏发电,太阳能热发电具有高效率和稳定性的优势。
目前,太阳能热发电主要分为槽式光热和塔式光热两种技术。
槽式光热系统通过反射器将太阳能聚焦在对流管上进行加热,产生高温蒸汽驱动涡轮发电机发电;塔式光热系统则将太阳能聚焦在塔顶接收器上进行加热,通过高温热油传递热能,并通过热交换器转化为蒸汽驱动发电。
太阳能热发电技术的应用可以替代传统的火力发电和核能发电,实现清洁能源的替代。
尽管太阳能发电技术取得了显著的进步,但仍然面临一些挑战和限制。
首先是能效问题。
目前太阳能电池板的光电转换效率约为15%至25%,仍有一定提升空间。
其次是储能问题。
由于太阳能发电受天气条件限制,夜晚和阴天时无法发电,因此需要建设储能系统以确保平稳供电。
目前太阳能储能技术主要包括电池储能和热储能,但仍需要进一步提高效率和延长寿命。
此外,太阳能发电技术在一些地区的应用受到土地和资源限制,需要更好地解决这些问题。
未来,太阳能发电技术将继续向着更高效、更可靠的方向发展。
首先,光伏电池的效率将进一步提高,达到甚至超过30%的水平。
其次,太阳能发电系统将进一步集成智能化技术,实现自动化运行和高效管理。
太阳能发电工程行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势一、引言太阳能发电作为清洁能源的重要组成部分,在近年来得到了广泛的关注和推广。
本文将以业内资深精英人士的水平,对太阳能发电工程行业的现状进行深入分析,并展望未来五至十年的发展趋势。
二、行业现状分析太阳能发电市场蓬勃发展随着全球对清洁能源需求的不断增长,太阳能发电市场规模不断扩大。
政府对可再生能源的支持和人们环保意识的提高,促使太阳能发电工程成为新兴的发展方向。
同时,在不同国家和地区,各种太阳能发电政策的出台进一步激发了市场需求。
技术水平迅速提升太阳能发电技术的不断创新和进步,推动了工程行业的发展。
太阳能光伏电池的效率逐年提高,材料的成本不断降低,同时太阳能发电设备的设计和安装技术也不断改进。
这些技术的进步使得太阳能发电工程更加高效、可靠和经济。
市场竞争激烈由于太阳能发电市场的前景广阔,吸引了越来越多的企业涌入。
市场竞争激烈,企业纷纷争夺订单和项目,并通过技术创新和降低成本来提高自身竞争力。
这种竞争对于行业发展带来了一定的压力,同时也推动了技术和产品的不断进步。
三、未来五至十年发展趋势政策支持将进一步加强随着全球对可持续发展和环境保护的重视,政府对太阳能发电行业的支持将进一步加强。
政策将更加倾向于鼓励和支持太阳能发电工程的发展,包括提供补贴和减免税收等措施,为行业创造更加有利的环境。
多元化应用助推市场规模扩大未来五至十年,太阳能发电工程将不仅局限于屋顶光伏系统,还将广泛应用于工业、农业、交通等领域。
例如,太阳能发电厂、太阳能农业温室和太阳能充电站等,这些多元化应用将进一步推动市场规模的扩大。
技术创新和成本降低为关键太阳能发电工程行业需要不断进行技术创新和成本降低。
技术创新包括提高光伏电池的转换效率、开发新型材料和改进组件设计等。
同时,通过规模化生产和技术进步来降低成本,使太阳能发电的经济性更加突出,进一步推动行业的发展。
国际合作促进产业发展在全球化背景下,太阳能发电工程行业需要加强国际合作,共同应对全球性挑战。
槽式太阳能热发电技术研究现状与未来发展趋势1、槽式太阳能热发电技术的研发背景能源是人类生存和发展的重要物质基础,更是社会经济发展的动力源泉。
在当今世界的能源结构中,人类利用的能源是以煤炭、石油和天然气为主的化石能源。
在 2008 年世界主要能源需求比例中,煤炭、石油和天然气的需求量占了能源总需求量的 75%以上。
然而这些常规能源是一次性不可再生能源,其蕴藏量十分有限,随着开采量和使用量的急剧增加而逐渐枯竭,预计到2020 年世界一次能源消费总量将达到 200-250 亿吨标准煤。
与此同时,化石能源燃烧不可避免地产生大量二氧化碳等温室气体,导了全球生态环境的严重污染和破坏。
随着世界能源匮乏与环境恶化日益加剧,开发新的能源利用方式,充分利用清洁能源,逐步改变以煤、石油为主的能源结构,将会成为全球性的研究问题。
世界各国的煤炭需求情况,2008年中国、美国、印度、俄罗斯、欧盟和日本消耗的煤炭量占当年全球煤炭消耗总量的 83%,这六个国家CO2温室气体的排放量也占到了当年全球CO2排放量的70%。
产生电力是煤炭消耗的最重要途径之一。
从2008年的数据可以看出,全球电力部门发电燃烧的煤炭量将近占全年世界煤炭消耗总量的三分之二。
因此,世界各国开始关注一次能源在产生电力方面的替代,并积极调整以燃煤发电为主的能源结构,大力研究开发和利用可再生能源发电技术,新型的能源发电技术和节能技术也在全球范围内迅速发展起来,可再生能源在整个能源消耗中所占的比例必然会逐步地提高,这对人类社会可持续发展有着十分重要的意义。
对于中国来说,能源短缺与环境恶化的问题显得更为严峻。
为了满足迅速膨胀的工业和城市的电力需要,我国对电力的需求量变得越来越大。
据 2007年6月报道中国平均每天都有两个新电站竣工,同时国家发展和改革委员会能源局透露,2010年我国的电力装机总容量超过了8.4亿千瓦。
然而,当前我国将近四分之三的电力来自燃煤的火力发电厂。
由IEA提供的数据可以看出,2008年中国发电总量为 3456910 GWh,其中通过燃煤产生的电力为2733280 GWh,也就是说当年燃煤产生的电力占到了发电总量的 79%。
我国人口众多,因此人均能源资源拥有量在世界上处于非常低的水平,尤其煤炭人均拥有量仅仅相当于世界平均水平的50%,这也大大制约了我国社会经济的高速发展。
与此同时,大量焚烧化石燃料也带来了许多的环境问题,燃煤排放的 SO2和 NOx是我国部分地区酸雨形成的主要原因,而燃煤排放的 CO2等温室气体则是造成世界气候变暖的罪魁祸首。
当前中国已经超过美国成为CO2温室气体排放的第一大国,预计2030年我国的CO2气体排放量将达到11710 MT,这些数字令人触目惊心。
为了保护我们赖以生存的家园不被破坏和毁灭,为了保证我国经济的健康可持续发展,中国必须减少电力生产对煤炭的依赖,积极寻求和开发更加安全可靠、环保的新型发电技术,逐步改变和替代以燃煤为主的能源结构。
除此之外,我们还应尽可能提高能源的有效利用率,最大限度的节约有限的常规能源。
我国政府已经出台了一系列的政策法规促进和鼓励可再生能源的发展应用,预计2015年可再生能源的比例将占到15%。
虽然目前我国可再生能源发电所占比例很小,但从长远来看,可再生能源发电技术以其多样化、持久化、清洁环保的特点和优势一定会逐步替代传统能源发电技术。
在可再生能源发电技术方面,世界各国对利用水力能、生物能、核能、风能、地热能、太阳能等发电技术的日益重视和关注。
目前尽管风力发电和小水电已经达到了商业化发电水平,但它们的资源量毕竟十分有限,即使全都开发也可能满足不了未来对能源的需求,据相关专家估算,世界上只有太阳能发电才是最有潜力的电力来源。
日本经济企划厅和三泽公司合作研究认为,到2030年,全球电力生产的二分之一将依靠太阳能供给。
众所周知,太阳能是一种取之不尽用之不竭、洁净无污染的可再生能源。
地球每年以1.73×1011MW 的功率接受来自太阳的辐射,这相当于每秒5×106t标准煤燃烧产生的热量。
因此在世界能源结构转换中,太阳能的利用开发存在巨大潜力,可以有效地缓解世界范围内的能源紧张和环境污染,因而备受世界各国关注。
2009年世界可再生能源技术研发经费投入比例,可以看出当年全球投入到太阳能技术发展和研究的费用已占到了世界研究开发可再生能源技术总投入经费的 53%。
总体来说,人类对太阳能利用的历史源远流长,据记载早在 3000 多年前就开始使用太阳能。
由于到达地面的太阳辐射能量密度很低,目前主要的太阳能利用方式中一半以上需要用到太阳能聚光技术,它有效的减少了吸收面积,提高了接受面上的能量密度,实现太阳能的高质量转换,从而获得适合于使用的高品质热能,在太阳能利用领域有着十分重要的应用价值。
因此世界上许多关注太阳能发电的国家纷纷把目光投向了聚焦式太阳能热发电技术。
聚焦式太阳能热发电技术是太阳能聚光技术应用中最重要的形式之一。
早在上个世纪七十年代,世界上一些太阳能资源丰富的发达国家已经开始对聚焦式太阳能热发电系统进行了研究,现在已有多个商业化电站在运行之中。
聚焦式太阳能热发电技术主要分为塔式、槽式、碟式聚光太阳能热发电系统,其中槽式太阳能热发电系统是十分重要的一种形式,也是目前实现商业化运行的一种发电技术。
根据国外多年槽式太阳能热发电站的实际运行经验,太阳能槽式热发电技术拥有较高的可靠性和系统发电效率,可实现大规模的并网发电,是最具商业化发展潜力和市场竞争力的可再生能源发电技术。
世界上许多国家对槽式太阳能热发电技术的研发投入也远远超过其它两种聚焦式太阳能热发电技术。
2、槽式太阳能热发电技术研究现状槽式太阳能热发电系统主要由槽式太阳能聚光器阵列、蒸汽发生装置、汽轮机、发电系统组成,并可辅以蓄热器和常规能源补给系统。
槽式太阳能聚光器阵列由大量的槽式抛物面聚光器构成。
单个聚光器则由槽式抛物反光镜面和真空吸热管组成,聚光器采用单轴跟踪方式追踪太阳运动轨迹,槽式抛物反光镜将入射的直接太阳辐射反射到安装在抛物面焦线上的吸热管上。
吸热管里的工作介质在聚光器阵列里吸热后可以达到很高的温度,然后进入蒸汽发生装置放热以产生高温高压的蒸汽推动汽轮机工作产生电力,载热介质放热完毕后再次进入槽式聚光器阵列开始下一个循环。
然而通过汽轮机做功后的乏汽冷凝后经过循环泵返回蒸汽发生装置吸热后再次进入汽轮机做功开始下一个发电循环。
这样周而复始的循环,太阳能就被源源不断地转化成电能。
但是在太阳能直射辐射不好的天气或没有太阳的夜里,要想实现槽式太阳能热发电系统不间断供电就必须采用蓄热系统或者常规能源系统加以能源补给。
另外,蓄热系统或者常规能源系统还能使整个系统运行更加稳定、安全可靠,大大减少了因突然云遮等原因蒸汽品质恶化给汽轮机带来的冲击。
吸热管里的工作介质通常是导热油,但随着科学技术的发展工作介质可以扩展到熔融盐、水、空气等物质。
3、槽式太阳能热发电国外研究现状20世纪 80年代初,以色列和美国联合组建的 LUZ 公司在美国加利福尼亚州 Mojave Desert陆续兴建的九座槽式太阳能热发电站最具代表性和影响力。
这九座电站的装机总容量已达到 354MW,总的占地面积已超过7km2,全年并网的发电量在8×108k Wh以上,其光电转化效率已达到 15%。
LUZ 公司建造的槽式电站的实物图和镜场布置图,从图中可以看到大量的槽式聚光器阵列十分整齐有序的排列着,槽式聚光镜占地面积很大,发电区域位于光学镜场的中部位置。
LUZ 电站采用导热油作为吸热管里的循环工质,在正常运行的情况下,导热油在槽式聚光阵列出口的温度被设定,并以该温度进入一系列换热器作为热源,加热水至水蒸汽推动汽轮机做功。
这九座电站分别建于1984年至1991年之间,装机容量分别在 14 MW 至 80MW 之间,它们也成为了世界许多国家研究槽式太阳能热发电技术的模型和样例。
近些年来,由于世界能源匮乏和环境日益破坏,许多发达国家又投入了大量财力和人力研究开发槽式太阳能热发电技术,这项技术也成了国际上的投资热点。
西班牙 Acciona Energia 公司于 2007 年在美国内华达州建成了一座64MW的槽式太阳能热发电站(Nevada Solar One)。
该太阳能电站总体占地面积 1,214,058 m2,项目总投资达到了 2.66 亿美元,预计全年的发电量为 1.34 亿千瓦时。
2008年西班牙在安达路西亚的 Guadix 附近建成了 Andasol 槽式太阳能热发电站,这也是欧洲第一座槽式热发电站。
Andasol 电站拥有储热系统,它能储存白天产生的热量在晚上供发电使用,储热介质是熔融盐。
由于 Andasol 电站仍是采用导热油作为载热介质,这也限定了储热温度必须低于 390℃。
Andasol 1 产生的电量可以供20多万人使用。
2010年7月,一座 5MW 的 Archimede ENEA 槽式电站在意大利西西里岛的 Priolo Gargallo 落成。
电站采用熔融盐作为循环工质和储热介质,而且使用的是世界上较为先进的ENEA 太阳能聚光器,这种聚光器的光学性能明显优于LS-2 和LS-3 型太阳能聚光器,可以使槽式聚光器阵列吸热管出口的工作介质达到550℃高温。
由于熔融盐也具有较高的工作温度,这样就大大提高了汽轮机进口蒸汽的温度,进一步提高了郎肯循环的循环效率。
当前已投入商业化运营的槽式太阳能热发电系统,这也充分证明此项技术是较为成熟可行的。
然而槽式光学聚光器和相应精准的跟踪装置都比较昂贵直接导致了单位电力容量投资太大,和常规能源发电技术相比电力成本过高、经济性较差,这也是制约槽式太阳能热发电技术大规模应用的瓶颈之一。
另外,槽式聚光阵列对镜场布置的要求较高,并且需要占用大量的土地资源,因此槽式电站建立前的选址工作和发电潜力评估工作显得尤为重要,这也直接关系到电站的经济效益。
为了更好的降低槽式太阳能热发电站的成本,使其具备和传统能源发电技术的竞争性,世界许多国家的学者纷纷投入到槽式太阳能热发电技术研究中。
4、技术应用概况与趋势目前的太阳能热发电技术路线中,槽式由于其已经基本发展成熟,得到了最广泛的应用,装机占到所有太阳能热发电装机的80%以上,一般的槽式太阳能热发电站均配置了 7~8 h 的熔盐间接蓄热,西班牙的槽式电站由于政策因素,装机容量被限制在 50 MW。
除单纯的发电之外,槽式太阳能集热技术还可以用于与传统能源互补发电、工业供热、家庭和公共场所采暖、制冷与空调、海水淡化和太阳能热化学等众多领域。
随着技术的不断成熟与效率的不断提升,槽式阳能热发电的 LCOE (平准化电力成本)将不断下降,从而能够与传统的火电进行竞争。