太阳能热发电技术
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关于太阳能光热发电的技术特点与应用探讨太阳能光热发电是一种利用太阳能的热量来产生电力的技术。
其原理是通过反射镜将太阳光聚焦在管道或集热器上,使其受热并将热量转化为电力。
太阳能光热发电具有以下技术特点:首先,其产生的电力可以与传统发电方式相比,具有更高的效率和稳定性。
由于太阳能光热发电不受燃料价格的波动等影响,可以有效地保证电力的稳定性,同时其能量转换效率更高,可达到50%以上,相较于传统火力发电的30%左右,更加节能环保。
其次,太阳能光热发电也不会产生任何污染物,不会产生二氧化碳等有害气体,符合现代社会的环保要求。
同时,其对水资源的利用也较为经济,不会对周围水源造成严重影响。
最后,太阳能光热发电技术具有较强的适应性,可以应用于各种环境条件下,特别是较为适合于荒漠、高山等环境下应用。
其占地面积较小,比起传统水电站来说,更具有可扩展性,能够为大规模发电提供条件。
太阳能光热发电技术在实践中已经得到了广泛的应用,其中最为突出的案例是西班牙的Solúcar平原太阳能热电站。
Solúcar太阳能热电站是一个由至少一百个晒红宝石高塔建成并联成一组的巨型发电站。
它独特的、具有阳极材料和无氧钢材料的太阳镜子可以准确捕捉光纤,通过反射集中太阳能量,使该站能够24小时不间断地发电,同时还提供了可重复利用的纯净热能,从而实现了高度的经济效益和环保效益。
除此之外,太阳能光热发电技术的应用还可以被广泛用于发展中国家的电力资源。
实际上,太阳能发电技术在非洲等地区的应用已经在逐步推广和完善,越来越多的非洲国家已经开始考虑通过投资太阳能光热发电技术来实现国内电力需求,这也完全符合可持续发展的基本原则和理念。
总之,太阳能光热发电技术的发展是未来的发展趋势。
通过更加完善和推广这项技术,可以帮助人们实现绿色、低碳的生活方式,同时为人类社会提供更加广阔和持久的电力资源。
太阳能热发电技术发展历程简介太阳能热发电技术,即把太阳辐射热转抵达成电能的发电技术。
它包括两大类:一类是利用太阳热能直接发电,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离子发电以及碱金属热发电转换和磁流体发电等,这类发电的特点是发电装置本体没有活动部件,但此类发电量小,有的方法尚处于原理性试验阶段。
另一类是将太阳热能通过热机带动发电机发电,其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换来。
在一个世纪前的1878年一个小的太阳能动力站在巴黎建立,该装置是一个小型点聚集太阳能热动力系统,盘式抛物面反射镜将阳光聚焦到置于其焦点处的蒸汽锅炉,由此产生的蒸汽驱动一个很小的互交式蒸汽机运行。
1901年,美国工程师研制成功7350W的太阳能蒸汽机,采用70平方米的太阳聚光集热器,该装置安装在美国加州做实验运行。
1950年,原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。
1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为1MW 的太阳炉。
1973年,世界性石油危机的爆发刺激了人们对太阳能技术的研究与开发。
相对于太阳能电池的价格昂贵、效率较低,太阳能热发电的效率较高、技术比较成熟。
许多工业发达国家,都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。
从1981-1991年10年间,全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的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。
由于单位容量投资过大,且降低造价十分困难,因此太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。
对塔式太阳能热发电的研究开发并未完全中止。
1980年美国在加州建成太阳I号塔式太阳能热发电站,装机容量10MW。
经过一段时间试验运行后,在此基础上又建造了太阳II号塔式太阳能热发电站,并于1996年1月投入试验运行。
20世纪80年代初期,以色列和美国联合组建了LUZ太阳能热发电国际有限公司。
太阳能光热发电技术的优势太阳能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技术。
太阳能光热发电技术具有许多优势,本文将从环保性、可再生性、经济性和可持续性等方面进行论述。
1. 环保性太阳能是一种清洁、无污染的能源,太阳能光热发电技术不会产生任何有害物质的排放。
相比于传统的化石燃料发电方式,它不会产生二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等大气污染物,对大气环境的负荷较小,不会加剧全球气候变暖和酸雨等环境问题。
因此,太阳能光热发电技术可以有效减少环境污染,保护生态环境。
2. 可再生性太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源,具有极高的可再生性。
太阳能光热发电技术可以通过安装太阳能集热器将太阳能直接转化为热能,再利用热能产生蒸汽驱动涡轮机发电。
这种方式不会消耗太阳能资源的同时,太阳能的再生速度远快于人类的利用速度,所以太阳能光热发电技术是一种具有可持续性的能源选择。
3. 经济性太阳能光热发电技术的设备相对比较简单,且具有较长的使用寿命。
一旦安装成功并投入使用,太阳能光热发电设备的运营费用较低。
太阳能光热发电技术不需要大量的燃料投入,而且太阳能是免费的,因此,与传统的燃料发电方式相比,其运营成本较低。
此外,太阳能光热发电技术可以在偏远地区或没有电网覆盖的地方使用,避免了传输线路的建设和维护费用,降低了能源供应的成本。
因此,太阳能光热发电技术具有良好的经济性。
4. 可持续性太阳能光热发电技术不仅具有可再生性,而且可以满足长期能源需求。
太阳能资源广泛分布于地球各个地区,尽管其日照强度存在差异,但总体上可以满足全球范围内的能源需求。
与石油、煤炭等有限资源相比,太阳能具有持久性和稳定性,无需担心资源枯竭的问题。
因此,太阳能光热发电技术是实现可持续能源发展的重要途径之一。
总结:太阳能光热发电技术具有环保性、可再生性、经济性和可持续性等诸多优势。
在全球能源危机和环境问题的背景下,太阳能光热发电技术成为了一种重要的能源替代选择。
太阳能发电是什么原理
太阳能发电是指利用太阳能光热或光电转换技术将太阳能转化为电能的过程。
太阳能是一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力,因此太阳能发电技术备受关注。
太阳能发电的原理主要有两种,光热发电和光伏发电。
首先,光热发电利用太阳能光热转换为热能,再通过热能转换为电能。
具体来说,光热发电系统通常包括太阳能集热器、储热装置和发电装置。
太阳能集热器用于吸收太阳能,将其转化为热能,然后通过储热装置储存热能,最后利用发电装置将热能转化为电能。
光热发电技术主要有槽式集热器、塔式集热器和抛物面镜集热器等,通过不同的集热器结构和工作原理来实现太阳能的集热和发电。
其次,光伏发电利用光电效应将太阳能直接转化为电能。
光电效应是指当光线照射到半导体材料上时,会产生光生电子和空穴,从而形成光生电荷对,最终通过电场分离电子和空穴,从而产生电流。
光伏发电系统通常由光伏电池组件、逆变器和电网连接装置等组成。
光伏电池组件是光伏发电的核心部件,它将太阳能光线转化为电能,逆变器用于将直流电转化为交流电,电网连接装置用于将发电系统与电网连接,实现电能的输送和利用。
综上所述,太阳能发电的原理主要包括光热发电和光伏发电两种方式。
光热发电利用太阳能光热转化为热能,再通过热能转换为电能;光伏发电利用光电效应将太阳能直接转化为电能。
这两种原理的发电技术各有特点,但都是利用太阳能资源进行清洁能源发电的重要手段。
随着科技的不断进步和太阳能技术的不断成熟,太阳能发电将在未来发挥更加重要的作用,为人类提供更多清洁、可持续的能源。
三种太阳能热发电原理随着环保意识的不断提升,太阳能热发电技术得到了越来越广泛的应用和关注。
太阳能热发电是一种利用太阳辐射热能转换为电能的技术,相比于传统的化石能源,具有环保、可再生、无污染等优点。
本文将介绍三种主要的太阳能热发电原理。
一、塔式太阳能热发电原理塔式太阳能热发电是一种利用太阳能热量发电的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过反射镜或聚光镜集中到一个点上,使集热器内的工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有集热效率高、发电效率高、功率密度大等优点,但制造成本高、维护难度大等缺点。
二、槽式太阳能热发电原理槽式太阳能热发电是一种将太阳能转化为电能的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过槽式集热器集中到一条管道内,使工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有产能稳定、制造成本低、维护难度小等优点,但集热效率低、占地面积大等缺点。
三、抛物面膜式太阳能热发电原理抛物面膜式太阳能热发电是一种利用太阳能热量发电的技术,主要包括太阳能集热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机和发电机等组成部分。
其原理是将太阳辐射能通过抛物面膜反射到集热管内,使工质受热,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
该技术具有集热效率高、制造成本低、占地面积小等优点,但抛物面膜制造难度大、维护成本高等缺点。
总之,太阳能热发电技术是一种非常有前途的发电方式,具有环保、可再生、无污染等优点。
随着技术的不断进步和应用的不断推广,相信太阳能热发电技术将会在未来的能源结构中扮演越来越重要的角色。
太阳能热发电工作原理太阳能热发电是一种利用太阳能转化为电能的技术。
它通过将太阳能转化为热能,再将热能转化为机械能,最后通过发电机将机械能转化为电能。
下面将详细介绍太阳能热发电的工作原理。
一、太阳能收集器太阳能收集器是太阳能热发电系统的核心组件,它负责将太阳能转化为热能。
太阳能收集器通常由集热器和传热介质组成。
集热器采用黑色吸收层,能够有效吸收阳光,将光能转化为热能。
传热介质则通过循环管道与集热器相连,将热能传输到工作介质中。
二、工作介质工作介质是太阳能热发电系统中的重要组成部分,它负责将集热器吸收的热能转化为机械能。
常用的工作介质包括水蒸汽和有机液体。
工作介质通过吸收集热器传输的热能,使其发生相变或膨胀,产生高压高温的气体或液体。
三、热能转化为机械能热能转化为机械能的过程是太阳能热发电系统中的关键步骤。
通常采用的是热机循环过程,即热力循环。
常用的热力循环包括蒸汽动力循环和有机液体动力循环。
蒸汽动力循环中,高温高压的水蒸汽由集热器传输到蒸汽轮机中,在蒸汽轮机中将其压力能和动能转化为机械能,推动发电机旋转,从而产生电能。
有机液体动力循环与蒸汽动力循环类似,只是工作介质从水蒸汽变为有机液体。
有机液体在集热器中蒸发成气体,进而推动涡轮机产生机械能。
四、机械能转化为电能机械能转化为电能的过程是太阳能热发电的最后一步。
机械能经过发电机的转子和定子之间的电磁感应作用,产生电流。
电流经过变压器的升压和输电线路的传输,最终供给用户使用。
总结:太阳能热发电利用太阳能转化为热能,再将热能转化为机械能,最终通过发电机将机械能转化为电能。
太阳能收集器将太阳能转化为热能,工作介质将热能转化为机械能,蒸汽动力循环或有机液体动力循环实现热能到机械能的转化,发电机将机械能转化为电能。
太阳能热发电工作原理简单清晰,充分利用了太阳能资源,是一种可持续、环保的能源利用方式。
随着技术的不断进步,太阳能热发电将会在未来得到更广泛的应用。
太阳能热发电的优势与劣势太阳能热发电是一种利用太阳能将热能转化为电能的技术。
随着对可再生能源需求的增加,太阳能热发电作为一种环保、可持续的能源选择,逐渐受到人们的关注。
本文将就太阳能热发电的优势和劣势展开讨论,以便更好地了解这项技术。
一、太阳能热发电的优势1. 绿色环保:太阳能热发电过程中无需使用化石燃料,不产生二氧化碳等有害气体,减少对大气的污染和温室效应,有助于降低温室气体排放,保护环境资源。
2. 可再生资源:太阳能热发电利用的太阳能是一种取之不竭的自然资源,相比于石油、煤炭等有限能源,具备可再生性,能够满足长期能源需求。
3. 长寿命:太阳能热发电设备一般具备较长的使用寿命,光热集热器等核心部件经过工艺处理,经久耐用,可以提供稳定可靠的能源输出。
4. 地域广泛:太阳能热发电的关键是太阳能资源,太阳照射范围广泛覆盖全球大部分地区,无论是沙漠、高寒地带还是热带地区,都可以利用太阳能进行热发电,具备较强的适用性。
5. 多功能利用:太阳能热发电不仅可以产生电能,还可以通过热能回收,应用于供暖、蒸汽生产等领域,提高能源的综合利用效率。
二、太阳能热发电的劣势1. 储能问题:太阳能热发电的一个主要劣势是储能的挑战。
夜晚、阴天或极寒地区,太阳能供应不足,需要具备储能系统来存储白天获得的能量,以供应夜间或低辐射时段的能源需求。
2. 建设成本较高:相比于传统能源发电设备,太阳能热发电的建设成本较高,主要因为需要大面积的太阳能集热器、储能系统等设备,投资额度较高。
3. 受地理条件限制:虽然太阳能是全球范围广泛存在的资源,但其能量密度和入射角度受地域和季节影响较大。
例如,高纬度地区冬季日照时间短、入射角度小,影响太阳能热发电系统的效率。
4. 导热损失:太阳能热发电系统中的热量传输过程中会有一定程度的导热损失,影响能量传递效率。
此外,长距离传输热能也存在能量衰减问题。
5. 能源密度相对较低:太阳能热发电的能源密度相对较低,同等规模下所能发电的容量相对较小,存在一定的限制。
太阳能热发电工作原理探究太阳能热发电是一种利用太阳的热能转化为电能的可再生能源技术。
它是目前比较常见的太阳能利用方式之一,可以为人们提供清洁、高效、可持续的电力供应。
本文将探究太阳能热发电的工作原理,并介绍其在能源领域中的应用。
一、太阳能热发电的原理太阳能热发电的原理基于热力学和光学的相关原理。
具体步骤如下:1. 太阳能集热系统通过太阳能集热系统,太阳能的热能可以被集中收集。
一般来说,太阳能集热系统由反射镜、聚光器和吸收器等组成。
反射镜和聚光器的作用是将太阳的光线集中到吸收器上。
2. 吸热和传导吸收器负责吸收太阳能,并将其转化为热能。
吸收器内部通常包含吸热体,其主要作用是将太阳能的光能转化为热能。
吸热体往往具有较高的吸收率和低的发射率,以最大限度地吸收太阳能并减少热能的散失。
3. 转化为电能将吸收到的热能转化为电能是太阳能热发电的关键步骤。
在吸热体中,热能会使工作流体(如油或水蒸汽)获得高温。
这些高温的工作流体通过热交换器将热能转移给传导介质(如水),使其沸腾产生蒸汽。
然后,蒸汽会带动涡轮机转动,从而驱动发电机,将热能转化为电能。
二、太阳能热发电的应用太阳能热发电在能源领域中有着广泛的应用。
以下是其中几个典型的应用:1. 商业电力供应太阳能热发电可以作为商业电力供应的可行方案。
大规模的太阳能热发电站可以利用太阳能产生大量的热能,并将其转化为电能,供应给工商业和家庭用户。
2. 工业用热太阳能热发电在工业领域中也有广泛应用。
工业生产中需要大量的热能,太阳能热发电可以通过集热系统直接为工业提供热能,满足其生产需要。
3. 地热开采太阳能热发电技术也可以应用于地热开采。
地热能是地球内部的热能,可以通过太阳能热发电技术将其转化为电能。
这种方式可以有效利用地球内部的热量资源,为人们提供清洁的电力供应。
结论:太阳能热发电是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源技术。
通过太阳能集热系统将太阳的光能转化为热能,再利用热能转化为电能。
太阳能热发电的光热转换原理随着可再生能源的迅猛发展,太阳能热发电作为一种清洁能源形式,正逐渐受到全球范围内的关注和应用。
太阳能热发电是利用太阳辐射传递和转换热能来产生电能的过程。
本文将深入探讨太阳能热发电的光热转换原理,并详细介绍其工作原理、发电系统的组成以及现有的应用与前景。
一、太阳能热发电的工作原理太阳能热发电系统主要由太阳能集热器、工质循环系统、热能储存装置和发电部分组成。
其工作原理可以归纳为以下几个步骤:1. 太阳能集热器的光吸收与热转换:太阳能集热器是太阳辐射能转化为热能的关键设备。
太阳辐射能通过集热器的吸收层,如吸光涂层和吸光管,在吸收层内被吸收并转化为热能。
吸收层一般具有高吸收率和低反射率,以最大程度地提高能量吸收效率。
2. 工质循环系统的热能转移:通过管道或循环泵,将太阳能集热器吸收到的热能传输到工质中。
热能转移的方式有多种,如直接的液体对流传热、间接的蒸汽对流传热以及熔融盐循环等。
工质的选择对热能传递效果和系统稳定性具有重要影响。
3. 热能储存装置的热能储存:在太阳能热发电系统中,热能储存装置扮演着能量转换与调节的角色。
当太阳光辐射不足时,热能储存装置可以储存热能,以保持系统的稳定运行。
储存方式多样,包括蓄热罐、盐浴储热系统等。
4. 发电部分的热电转换:热能转化为电能是太阳能热发电的核心步骤。
通过将工质中的热能传递给工作介质(如水蒸汽),使其膨胀,从而驱动涡轮或活塞发电机组。
这些发电机通过磁场与线圈相互作用,将机械能转换为电能。
这种热电转换的原理称为热机效应。
二、太阳能热发电系统的组成1. 太阳能集热器:太阳能集热器是太阳能热发电系统中的核心组件,具有吸光、集热和传热的功能。
集热器的类型多样,包括平板集热器、塔式集热器和抛物线槽集热器等。
其中,抛物线槽集热器在商业应用中较为常见,其特点是高效集能和灵活性。
2. 工质循环系统:工质循环系统起到将太阳能集热器吸收的热能转移和传递的作用。
太阳能热发电技术的研究与发展太阳能是一种非常清洁和可再生的能源,随着环保意识的不断提高,太阳能的应用也越来越广泛。
除了供暖、照明和热水等方面,太阳能还可以直接转化为电能,这便是太阳能热发电技术。
本文将简要介绍太阳能热发电技术的原理、现状和发展趋势。
一、太阳能热发电技术的原理太阳能热发电技术是利用太阳能集中加热液体或气体,产生高温高压蒸汽,驱动涡轮发电机发电的过程。
具体地说,太阳光线通过反射器或聚光设备聚焦在接收器上,接收器中的热导体把太阳能转化为热能,使其传递到传热介质中。
这时,传热介质中的温度升高,液态介质变为气态,产生高温高压蒸汽,驱动涡轮发电机发电。
太阳能热发电技术的核心是聚光器和接收器的设计,这直接影响着整个系统的效率和成本。
二、太阳能热发电技术的现状目前太阳能热发电技术已经取得了一定的成果,并已经开始在实际应用中得到推广。
世界各地有许多太阳能热发电站正在运行,其中以西班牙为代表。
西班牙的太阳能热发电技术已经非常先进,他们拥有世界上最大的太阳能热发电站,装机容量达到了50MW。
除西班牙外,其他国家如美国、澳大利亚、中国等也都在积极研究和推广太阳能热发电技术。
三、太阳能热发电技术的发展趋势太阳能热发电技术虽然已经进入商业化应用,但在技术上仍有很大的发展空间。
目前太阳能热发电技术的效率还不够高,成本还不够低,这是制约其进一步推广的主要原因。
与此同时,太阳能热发电技术在普及过程中也受到了一些挑战,如天气和季节变化对发电量的影响、建设和运营成本的高昂等问题。
为了解决这些问题,太阳能热发电技术未来的发展需要针对性的技术创新和政策支持。
一方面,太阳能热发电技术需要更先进的材料和设备,如更高效的接收器和聚光器、更稳定的传热介质等;另一方面,政府部门需要出台更为优惠和明确的政策,降低建设和运营成本,鼓励企业和民间资本加大投入。
总之,太阳能热发电技术是一种非常具有前景和潜力的技术,它不仅能够满足能源需求,还能够减少环境污染,创造就业机会,促进可持续发展。
太阳能热发电工作原理太阳能热发电是一种利用太阳能产生电能的技术。
它通过将太阳辐射能转化为热能,再将热能转化为机械能或电能的过程,实现对可再生能源的高效利用。
太阳能热发电工作原理主要包括太阳能收集、热能转化、机械能或电能转换三个环节。
一、太阳能收集在太阳能热发电系统中,太阳能的收集是首要的步骤。
太阳能通常通过太阳能集热器进行收集,集热器主要分为平板式集热器和聚光式集热器两种类型。
平板式集热器一般由黑色吸热板、传热管道和保温层组成。
黑色吸热板能有效吸收太阳辐射能并转化为热能,传热管道则将吸收的热能传输至后续的工作环节。
保温层则起到保护和减少热损失的作用,提高能量利用效率。
而聚光式集热器则通过反射镜的聚光作用将太阳辐射能集中到一个小面积上,使其能量密度大幅提高。
通过聚光后的太阳能可以产生更高温度的热能,并用于后续的工作环节。
二、热能转化在太阳能热发电系统中,收集到的太阳能热能需要进一步转化为可利用的形式。
常见的热能转化方式包括蒸汽发生、热力循环和光热发电。
蒸汽发生是将太阳能热能转化为蒸汽的过程。
通过高温高压的蒸汽,可以驱动蒸汽涡轮机转动,进而产生机械能或驱动发电机发电。
蒸汽发生是目前应用广泛的太阳能热发电技术,其优点在于成熟可靠且效率较高。
热力循环是将太阳能热能转化为直接驱动发电机转动的热能循环。
热力循环系统中,通过利用吸热-脱热过程产生的热差,在工作流体中形成闭合回路,从而推动活塞或发电机转动,产生机械能或电能。
光热发电是一种利用光-热转换效应将太阳能光能转化为热能,并进一步转化为电能的技术。
主要通过反射镜或透镜将太阳辐射能聚焦到太阳能接收体上,使其升温并产生蒸汽,再通过蒸汽发电机产生电能。
三、机械能或电能转换太阳能热发电系统中,接下来的环节是将热能转化为机械能或电能。
这一步骤的实现方式主要取决于前面的热能转化方式。
如果是通过蒸汽发生辅以蒸汽涡轮机转动的方式,那么机械能的转换就是通过蒸汽涡轮机的转动来实现的。
浅析太阳能光热发电汽轮机及主要技术特点太阳能光热发电汽轮机是一种利用太阳能进行发电的技术,它利用太阳能集热器将太阳能转化为热能,然后利用汽轮机将热能转化为机械能,最终驱动发电机产生电能。
太阳能光热发电汽轮机技术具有环保、可再生、无污染等优点,因此备受关注。
本文将就太阳能光热发电汽轮机的工作原理、主要组成部分和技术特点进行浅析。
1. 工作原理太阳能光热发电汽轮机的工作原理是利用太阳能集热器将太阳能转化为热能,然后利用热能产生蒸汽,再将蒸汽驱动汽轮机发电。
具体工作流程如下:太阳能集热器将太阳光聚焦到集热管或集热面上,通过吸收器将太阳光转化为热能,使介质升温。
随后,将升温后的介质直接或间接地传递给工作介质(一般为水),使工作介质升温生成高温高压蒸汽。
将高温高压蒸汽送入汽轮机,汽轮机开始工作,蒸汽的能量转化为机械能,驱动发电机发电。
2. 主要组成部分(1)太阳能集热器:是将太阳能转化为热能的装置,一般包括平板集热器、抛物面集热器、塔式集热器等类型。
其主要功能是将太阳光集中到集热管或集热面上,实现集热。
(2)蒸汽发生系统:包括蒸发器、过热器、再热器等部分,用于将工作介质转化为高温高压蒸汽,为汽轮机提供动力。
(3)汽轮机:将高温高压蒸汽的能量转化为机械能的转换装置,是整个发电系统中的主要发电设备。
(4)发电机:利用汽轮机产生的机械能转化为电能,并输出。
3. 技术特点(1)可再生性:太阳能是一种可再生能源,具有较高的可再生性和永续性。
太阳能光热发电汽轮机利用太阳能进行发电,不会受到燃料资源枯竭的限制,具有良好的可持续发展前景。
(2)环保性:太阳能发电过程中不产生污染物和温室气体,不会对环境造成影响,是一种清洁能源发电方式。
(3)适用性广:太阳能发电不受地域限制,只要有阳光照射的地方都可以利用太阳能进行发电。
尤其适合那些阳光资源丰富的地区,如中东非洲等地区。
(4)能量密度低:太阳能发电的能量密度比化石能源低,需要占用较大的土地面积进行发电,因此需要在土地资源充足的地区进行布局建设。
菲涅尔式太阳能热发电
首先,菲涅尔式太阳能热发电系统相对于普通的平板式太阳能
热发电系统更具有光学聚光效果,可以更高效地吸收太阳能,因此
可以在相对较小的面积内获得更高的能量输出。
这使得菲涅尔式太
阳能热发电系统在空间利用上更加灵活,适合在有限空间内进行建
设和布局。
其次,菲涅尔透镜的结构相对较简单,制造成本相对较低,这
使得菲涅尔式太阳能热发电系统在一定程度上具有成本优势。
而且,由于其模块化设计,可以根据需要进行灵活扩展,从而适应不同规
模和功率的发电需求。
另外,菲涅尔式太阳能热发电系统在能源储存方面也有一定优势。
通过集热罐或集热管可以将太阳能转化为热能,并且可以通过
热储罐等设备进行储存,这使得系统可以在夜间或阴雨天等无法直
接获取太阳能的情况下依然可以提供稳定的能源供应。
然而,菲涅尔式太阳能热发电系统也存在一些挑战和局限性。
例如,对于系统的精密光学部件和高温耐受材料的要求较高,这可
能会增加制造和维护成本。
另外,由于其对光线的高度聚焦,需要
保证系统的稳定性和安全性,避免因为高温而导致设备损坏或安全事故。
总的来说,菲涅尔式太阳能热发电技术作为一种利用太阳能的方式,具有一定的优势和特点,尤其在空间利用、成本和储能方面具有一定的优势,但也需要克服一些技术和安全上的挑战。
随着技术的进步和成本的降低,相信菲涅尔式太阳能热发电技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
太阳能光热发电的技术与应用在当今全球追求清洁能源和可持续发展的大背景下,太阳能光热发电作为一种新兴的能源利用技术,正逐渐展现出其巨大的潜力和广阔的应用前景。
太阳能光热发电,顾名思义,是通过将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能的一种发电方式。
相较于传统的光伏发电,太阳能光热发电具有独特的优势和特点,在能源领域中占据着重要的地位。
太阳能光热发电的基本原理其实并不复杂。
它主要通过聚光装置将大面积的阳光汇聚到一个较小的区域,从而提高该区域的温度。
被加热的介质(通常是液体或气体)将热量传递给工质,驱动涡轮机或蒸汽机运转,进而带动发电机发电。
常见的聚光方式有槽式、塔式和碟式三种。
槽式太阳能光热发电系统是目前应用最为广泛的技术之一。
它由长长的抛物面槽型反射镜组成,这些反射镜将阳光聚焦到位于焦线处的集热管上。
集热管内的传热介质被加热后,通过热交换器产生蒸汽,驱动涡轮机发电。
槽式系统的优点是技术相对成熟、成本较低,但聚光比和效率相对较低。
塔式太阳能光热发电系统则是通过大量的定日镜将阳光反射到位于塔顶的接收器上。
接收器内的工质被迅速加热至高温,产生的高温高压蒸汽推动涡轮机发电。
塔式系统的聚光比高,效率也相对较高,但技术难度和成本较大。
碟式太阳能光热发电系统形似一个巨大的碟子,由抛物面反射镜将阳光聚焦到位于焦点处的发动机上。
碟式系统的聚光比极高,可达数千倍,但其单机容量较小,通常用于分布式能源供应。
太阳能光热发电技术的核心部件包括聚光装置、吸热器、储热系统和发电系统等。
聚光装置的性能直接决定了太阳能的收集效率,而吸热器则负责将汇聚的太阳能转化为热能。
储热系统是太阳能光热发电的一大特色,它可以在阳光充足时储存多余的热量,在夜间或阴天时释放出来,保证发电的连续性和稳定性。
这使得太阳能光热发电相比光伏发电具有更好的可调度性,能够更好地与电网兼容。
在应用方面,太阳能光热发电具有广泛的用途。
首先,它可以作为大规模集中式电站,为城市和工业提供稳定的电力供应。
太阳能热发电原理一、引言太阳能热发电是一种利用太阳能产生电能的技术,它可以通过吸收太阳辐射能将其转化为热能,再将热能转化为电能。
这种技术是一种清洁、可再生的能源,因此在当今的环保意识日益增强的社会中受到越来越多人的关注。
二、太阳辐射太阳辐射是指从太阳向外发出的电磁波,其中包括可见光、紫外线和红外线等成分。
地球接收到的太阳辐射主要包括两部分:直接辐射和散射辐射。
直接辐射指来自太阳直接向地球表面发出的光线,而散射辐射则是指来自大气层中散乱反射回地面上的光线。
三、集热系统集热系统是太阳能热发电系统中最重要的组成部分之一。
它主要由反光镜或聚光镜等组成,可以将太阳辐射聚焦在一个小区域内,从而提高集热效率。
集热系统通常采用抛物面镜、塔式反射镜等形式,以便将太阳辐射集中到一个小点上。
四、热媒体热媒体是指在太阳能热发电系统中用于传递热量的介质,通常采用水或油。
当太阳辐射被集中到一个小点上时,会产生高温,这时需要一个介质来吸收和传递这些热量。
在太阳能热发电系统中,通常会将水或油流经集热器,在其中吸收太阳辐射的热量,并将其传递到蒸汽发生器中。
五、蒸汽发生器蒸汽发生器是太阳能热发电系统中的另一个重要组成部分。
它主要由管道和容器等组成,可以将流经集热器的水或油加热至高温状态,并转化为蒸汽。
在太阳能热发电系统中,通常采用直接加热和间接加热两种方式来产生蒸汽。
直接加热是指通过集光器将太阳辐射直接聚焦在蒸汽管道上,从而使其加热;而间接加热则是指通过一种介质(如盐)来传递热量,从而将蒸汽产生器加热至高温状态。
六、涡轮机涡轮机是太阳能热发电系统中用于转化蒸汽能量为电能的设备。
它主要由转子和定子等组成,可以将流经蒸汽发生器的高温高压蒸汽转化为机械能,并带动发电机旋转。
在太阳能热发电系统中,通常采用一种称为斯特林涡轮机的设备来实现这一过程。
七、发电机发电机是太阳能热发电系统中用于将机械能转化为电能的设备。
它主要由线圈和磁铁等组成,可以通过旋转产生交流电。
太阳能热发电技术研发报告
2016年12月12日一、太阳能热发电技术发展趋势1.1太阳能热发电技术特点太阳能热发电是指将太阳能转化为热能,通过热功转换进行发电的技术。根据收集太阳辐射能方式的不同,通常可分为塔式、槽式、碟式和线性菲涅耳尔式四种类型。
太阳能热发电技术有如下特点:(1)发电功率相对平稳可控。太阳能资源具有间歇性和不稳定性的不足,通过在发电机组前端配置技术上相对成熟的大容量储热系统,可以对发电功率进行有效调节。如图1所示的西班牙2015年夏季太阳能热发电站电力典型输出与电网负荷的变化趋势保持一致。
图1西班牙2015年夏季太阳能热发电站电力典型输出(蓝色为需
求对应左轴,红色为太阳能热发电输出对应右轴)(数据来源:CountryReportSpain,90thMeetingoftheSolarPACESExecutive
Committee,5.–7.April,2016,Zurich,Switzerland)
2015年西班牙太阳能热发电对全国电力贡献率达到2%,全年发
电量达到5113GWh。最大日贡献达到5%。这已充分显示了该技术能承担大容量供电的能力。研究显示,一座带有储热系统的太阳能热发电站,年利用率可以从无储热的25%提高到65%;利用长时间储热系统,太阳能热发电可以在未来满足基础负荷电力市场的需求。(2)易于与其他能源形式联合运行。太阳能热发电技术集热过程产生的高品质热能可以与燃煤、燃油、天然气及生物质发电系统等发电系统进行联合,实现多种能源方式的联合发电。(3)可实现热电联供。太阳能热发电站的热能可以直接用来供热,用于工业高温蒸汽供给或进行建筑采暖等;(4)全生命周期二氧化碳排放极低。太阳能热发电站的全生命周期二氧化碳排放约17g/kWh,远远低于燃煤电站以及天然气联合循环电站。
总体而言,太阳能热发电是可承担基础电力负荷及调峰负荷的可再生能源电力技术。具有资源丰富、综合能量利用效率较高、经济竞争力较强、生命周期碳排放较小、电网友好性较好等优势。系统余热利用的热电联供技术会对解决我国北方冬季采暖的问题给出革命性的方案。2025年到2035年将是太阳能热发电补充光伏发电的大发展时期,届时由于电网中可再生能源比例较高,为满足用户要求,对可再生能源的电力的要求将比目前更高。带有大容量储热的太阳能热发电承担了电力系统稳定连续的重任,其价值将进一步显现。太阳能热发电是未来支撑我国经济发展和能源结构变革的重要能源技术之一。
1.2国外太阳能热发电发展现状与趋势1.2.1国外太阳能热发电发展现状目前国际上主流的太阳能热发电技术包括槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式等。自2006年以来,由于西班牙等国家有良好的政策支持,太阳能热发电站的装机容量一直保持稳步增长。目前,美国、西班牙、阿联酋、印度、以色列、南非、智利、中国等国已经建成或在建多座商业运行的太阳能热发电站。截止到2016年10月底,全球太阳能热发电站的在运行装机容量超过5GW。(1)槽式太阳能热发电方面,以导热油为传热流体的系统日趋成熟,单台机组的最大装机容量为160MW,槽式聚光器的最大开口尺寸为7.5m,最高年均效率为16%。以熔融盐为传热流体的槽式集热器最高出口温度可达550℃,极具发展潜力,但目前仍处于实验研究阶段。(2)塔式太阳能热发电方面,水/蒸汽电站的集热温度为567℃,单台机组最大装机容量为133MW(美国Ivanpha电站)。熔融盐电站吸热器出口温度为565℃,单台机组最大装机容量为110MW(美国星月沙丘电站)。(3)线性菲涅尔式太阳能热发电方面,以水/蒸汽电站的集热温度为330℃,单台机组最大装机容量为30MW(西班牙PE2电站)。(4)碟式太阳能热发电方面,以碟式斯特林机发电为主,由于其分布式应用的特征,目前尚无大规模的商业应用电站案例。(5)储热方面,双罐式熔融盐储热是目前唯一大规模运行的高温储热技术,温度范围为290℃-565℃。以西班牙安达索1号槽式太阳能热发电站为典型参数的10余座电站均带有1010MWh的储热系统可以满足50MW汽轮机满负荷工作7.5小时。西班牙Gemasolar塔式电站设计容量19.9MW,系统储热容量实现可满负荷15小时发电,实现电站的24小时连续运行。美国星月沙丘电站配备了可满足110MW汽轮机满负荷发电10小时的储热系统,是目前储热容量最大
的太阳能热发电站。(6)关键装备方面,全球在将近50座商业化电站的建设带动,培育形成了定日镜,吸热器,储热,槽式聚光器,槽式真空管、曲面玻璃镜等装备的专业制造商。德国肖特公司和索莱尔几乎提供了所有槽式商业化电站的真空集热管。曲面玻璃方面以Flabeg、Glasstech公司等为代表,形成了热弯钢化玻璃生产技术和产能,并研发了热弯钢化玻璃生产设备,成为全球主要的热弯钢化设备供应商。同时,相关商业化电站建设,也带动并形成了以Abengoa,BrightSource,SolarReserve公司等为代表的一批系统集成公司。伴随着全球太阳能热发
电商业化电站建设步伐的加快,全球基本形成了以欧美国家为垄断太阳能热发电转装备制造和系统集成总包产业链集成建设能力。1.2.2太阳能热发电国外发展趋势
光学聚光比是太阳能热发电技术的主要指标,如图2所示,一般来讲,聚光比越大,太阳能热发电系统可实现的集热温度就越高,热机效率也就越高,技术发展呈现单个发电机组容量不断增大,太阳能集热场获得的传热流体温度不断提高,进入汽轮机的蒸汽温度和压力不断提高;储热系统容量不断增大,太阳能热发电站的容量因子不断提高;太阳能热发电站的全年效率不断提高的发展趋势。面向高温大容量的太阳能热发电技术研发是全球主要研究机构的重点研究方向,超临界水蒸汽/二氧化碳发电、布雷顿循环、燃气蒸汽联合循环、太阳能驱动的燃料制备等方向是未来发展重点。
图2聚光比、吸热器温度和系统效率的关系世界主要发达国家在研究体系中,在太阳能热发电方面部署了专门的重大科技计划。美国SunShot计划预计,太阳能热发电成本目标是在2020年降到每千瓦时电成本为6美分。其成本预测如图3所示。其中镜场降低7美分/kWh(2010年,9美分/kWh);发电部分降低2美分/kWh(2010年,4美分/kWh);吸热器/传热降低2美分/kWh(2010年,3美分/kWh);储热降低4美分/kWh(2010年,5美分/kWh)。在技术经济指标方面,镜场(成本≤$75/㎡,光学误差≤3mrad,风速≥85MPh,寿命≥30年);吸热器(传热介质出口温度≥650℃,热效率≥90%,寿命≥1万次循环,成本≤$150/kWth);发电模块(净循环效率≥50%,空冷,成本≤$1200/kWe);传热流体(热稳定性≥800℃,Cp≥3J/(gK),熔点Pt≤250℃,成本≤1$/kg);储热(发电循环入口温度≥600℃,(火用)效率≥95%,成本≤15$/kWht)。图3Sunshot计划成本降低预测(数据来源:Sunshot计划网站主页)
澳大利亚ASTRI计划,将太阳能热发电LCOE成本三年内降至20c/kWh,2020年降至12c/kWh,具有很好的可调度性。总投资8730万澳元。澳大利亚联邦科学与工业研究组织CSIRO为负责单位,6所澳大利亚大学和美国2个科研机构和1个大学的研发人员组成。研究目标:减少初投资,减少建造太阳能热发电站的成本;提高容量因子,提高电站的运行小时数以实现向电网输送更多的电力;提高系统效率,增加发电量同时降低成本;增加产品价值,减少太阳能热发电站的运行和维护成本。1.3我国太阳能热发电发展现状与趋势1.2.1我国太阳能热发电发展现状我国太阳能热发电产业处于技术研发与集成示范的产业化导入时期,经过多年的技术研究,我国在太阳能聚光、高温光热转换、高温蓄热、兆瓦级塔式电站系统设计集成等方面得到了进一步发展。太阳能热发电目前总体处于技术研发与集成示范的产业化导入时期,包括槽式、塔式、碟式、菲涅尔式四种太阳能热发电技术均有不同程度的技术研发与示范投入。“十一五”863项目,国家863项目和北京市科委及中国科学院联合支持,完成了位于北京延庆的首座1MW塔式示范电站建设,并于2012年8月19日利用纯太阳能成功发电。浙江中控太阳能公司于2013年在青海德令哈建成了50MW前期的10MW项目成功并网,采用了太阳能加热水/蒸汽与燃气过热的方案,实现并网运行。2016年8月实现5MW熔融盐塔式电站的成功发电,为我国太阳能热发电技术与市场的发展进行了积极的探索。国内相关企业和科研机构在槽式系统、碟式、菲涅耳、太阳能热气流等太阳能热发电领域进行了不同程度的系统示范和装备批量化生产技术研究,涉及真空管、曲面玻璃、斯特林机、熔融盐材料、传送设备等主要材料与产品进入中试阶段。随着国外太阳能热发电市场的快速发展,我国企业已经进入太阳能热发电产业链的上下游环节,包括太阳能实验发电系统,太阳能集热/蒸汽发生系统等。在关键部件的开发方面,已经涌现出一批企业公司投入槽式真空管、曲面玻璃、集热器、定日镜、传动系统、特殊汽轮机、斯特林机、螺杆膨胀机、高温油泵、阀门、储热材料、储热设备等装备研发与产能建设。其中以槽式真空管和玻璃反射镜更为突出,国内槽式真空管生产厂家已超过14家,反射镜厂家也超过7家,有些厂家的产品已经通过国外专业检测机构的检测,检测性能参数达到国际水平。目前在运行的十余条槽式太阳能热发电实验回路在系统设计、安装、运行等方面打下了良好基础,我国在太阳能聚光、高温光热转换、高温蓄热、兆瓦