太阳能热发电站聚光器技术的简述
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太阳能聚光技术的现状与未来发展太阳能是一种无限可持续的资源,而太阳能聚光技术则是利用透镜或反射镜聚集太阳能的一种方式。
这种技术可以使太阳能的效率达到更高的水平,但目前仍存在许多挑战和限制。
本文将探讨太阳能聚光技术的现状与未来发展。
一、聚光技术的优点太阳能聚光技术能够将太阳的能量聚集起来,并集中到一个小区域内,从而提高太阳能转换的效率。
与太阳能发电的传统方式相比,通过聚光技术提升太阳能电池的效率最高可达到60%。
此外,太阳能聚光技术还具有一定的灵活性和可操作性,可以由透镜或反射器来控制光线的聚焦和偏转。
这些优点对于太阳能发电的实际应用有着重要的意义。
二、聚光技术的挑战和限制虽然太阳能聚光技术有很多优点,但它也面临许多挑战和限制。
其中一个问题就是镜头和透镜的成本高昂。
透镜需要非常高的制造精度和优质的材料,从而使得聚光太阳能发电系统的成本相对较高。
此外,太阳能聚光系统也面临着天气的影响。
由于聚光设备的位置需要非常精确的计算和放置,不利的天气条件(如大风或冰雹)可能会对太阳能聚光系统造成不可逆的损害。
三、未来的发展前景随着技术的不断发展和太阳能的普及推广,太阳能聚光技术将会得到更广泛的应用。
目前有许多太阳能聚光设备已经投入使用,包括聚光式太阳灶、聚光太阳能热水器、聚光式太阳能发电系统等。
其中,利用太阳能聚光发电是最具前景的应用之一。
太阳能聚光发电系统能够分为外径聚光、中心聚光和混合聚光系统三种类型。
外径聚光系统将太阳能聚焦在太阳能电池的外径上,而中心聚光系统将聚焦在太阳能电池的中心。
混合聚光系统则是将内径和外径聚光结合起来实现更高的效率。
四、结论太阳能聚光技术具有许多优点和前景,但也面临着许多挑战和限制。
在未来,随着技术的不断发展和太阳能应用的推广,太阳能聚光技术将会得到进一步的发展和完善,为太阳能的应用提供更广阔的发展空间。
聚光光伏(CPV)技术一、概念聚光太阳能是使用透镜或反射镜面等光学元件,将大面积的阳光汇聚到一个极小的面积上,再进行进一步利用产生电能的太阳能发电技术。
聚光太阳能技术可以分为三大类,即三种表现形式:CPV聚光光伏:将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能(Concentrated Photovoltaics);CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。
CST聚光光热:利用汇聚后的太阳光产生的高热量加热液态工质,再进行热力发电(Concentrated Solar Thermal);CPVT:以上两者的结合形式(Concentrated Photovoltaics andThermal)CPV聚光光伏系统可以按汇聚太阳光的方式不同分为两个大类,即采用镜面聚光的反射式和采用透镜聚光的透射式。
什么是高聚光光伏?它的基本原理说起来很简单,就是一个放大镜。
通过把太阳光聚集到一点,配以高效电池,提高光电转换率,减少半导体电池使用量,降低成本。
何谓(高倍)聚光型太阳能发电系统聚光型太阳能系统(CPV)是使用光学组件如菲涅耳透镜(Fresnel lens)将阳光聚光至一个小点上,以期在极少的芯片面积上,达到高倍的聚光效果,太聚所生产之芯片在五十至一千倍之聚光倍率下皆表现亮丽。
第三代CPV(聚光太阳能)发电方式正逐渐成为太阳能领域的焦点。
光伏发电经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池,目前产业化进程正逐渐转向高效的CPV系统发电。
与前两代电池相比,CPV采用多结的III—V族化合物电池,具有大光谱吸收、高转换效率等优点。
注:所谓III-V族化合物半导体,是指元素周期表中的III族与V族元素相结合生成的化合物半导体,主要包括镓化砷(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓等。
此类材料具有闪锌矿结构(Zincblende)结构。
键结方式以共价键为主。
由于五价原子比三价原子具有更高的阴电性,因此有少许离子键成份。
HCPVT高聚光太阳能光伏发电及光热系统技术预可研报告背景资料:随着全球化石能源的日渐枯竭和人类环保意识的逐步增强,以光伏为核心的太阳能发电事业近年来有了快速发展。
但光伏电力比传统火电价格高达4-6倍以上,完全市场化运营特别是为普通老百姓所接受还有一定困难。
根据最近刚刚结束的京都议定书修改,未来高耗能产品输出将受到严格限制。
生产过程须高耗能的单、多晶硅太阳能电池将面临严苛挑战。
而具环保低耗能且发电转换效率更高的砷化鎵太阳能电池,估计将逐渐取代晶硅太阳能电池市场。
目前市场上量产的单晶与多晶硅的太阳电池平均效率约在15%上下,为了提炼晶硅原料,需要花费极高的能源,所以严格地说,现今的晶硅太阳电池,也是某种型式的浪费能源。
而砷化鎵太阳能电池,由于原料取得不需使用太多能源,而且光电转换效率高达38%以上,比传统晶硅原料高出许多,符合修改后的京都议定书规范,估计未来将成市场主流。
最近美国道康宁公司与德国瓦克公司拟在江苏省张家港地区申请大片良田建立有机硅厂。
这一项目如果上马,将耗费我大量宝贵的金属硅资源,其产品市场却主要在国外。
这一项目对于我资源的就地开采、加工,也将造成四川、山西等其他生产基地电力等资源的巨大消耗,同时还会大量砍伐树木、排放超标的温室气体、造成严重的生态污染。
据有关专家粗略计算,仅为上述张家港地区拟建的有机硅厂提供一年10万吨的硅,就需要纯净木炭数万吨,折合成木材就远不止几万吨了。
此外,每炼1吨硅仅电炉的电耗就是1.4万度,生产过程还将释放大量二氧化碳,存在着大量的粉尘污染,尤其对半径10公里以内生活的人群来说,其健康会受到影响,严重的会造成矽肺病。
数年前,在我国对高耗能产业和温室气体排放问题还不太注意的时候,美国道康宁公司就投资在大连建立硅块的采购、分拣和加工中心,将他们生产的有机硅和单晶硅所需要的硅产业逐渐转移到中国。
今年2月《京都议定书》已正式生效。
从长远看,我国减排二氧化碳的压力是巨大的,应及早防止高耗能、高排放、高污染型企业的引进,以及高耗能低产值产品的出口。
聚焦太阳能技术与应用I. 引言太阳能作为一种清洁、可再生的能源,越来越受到人们的关注。
聚焦太阳能技术是利用光学器件将太阳光聚焦到一个小点上,然后将光能转化为热能或电能的一种创新技术。
本文将重点介绍聚焦太阳能技术的原理、分类和应用。
II. 聚焦太阳能技术的原理聚焦太阳能技术基于光学和热力学原理。
其核心是通过光学器件将太阳光聚焦到一个小点上,提高光能的密度。
常用的光学器件有反射镜、折射镜、透镜等。
光线经过这些器件时,会发生折射、反射等现象,集中到一个焦点上。
III. 聚焦太阳能技术的分类根据聚焦太阳能技术的应用领域和原理,可以将其分为热能聚焦太阳能技术和光伏聚焦太阳能技术两大类。
1. 热能聚焦太阳能技术热能聚焦太阳能技术主要通过将太阳光聚焦到一个点上,使其温度升高,然后利用热交换器将热能转化为其他形式的能量。
一种常见的应用是太阳能热发电,即利用聚焦太阳能产生蒸汽驱动涡轮发电机。
此外,热能聚焦太阳能技术还可以应用于太阳能热水器、太阳能空调等领域。
2. 光伏聚焦太阳能技术光伏聚焦太阳能技术采用聚光光学器件将太阳光聚焦到光伏电池上,提高光伏电池的光能利用效率。
通过这种技术,可以大幅度提高光电转换效率,使光伏发电更加高效。
光伏聚焦太阳能技术主要应用于大型光伏发电站和光伏电站集中供电系统中。
IV. 聚焦太阳能技术的应用聚焦太阳能技术具有广泛的应用前景,不仅可以用于发电,还可以应用于热能利用、热水供应、制冷等方面。
1. 太阳能热发电太阳能热发电是利用聚焦太阳能将管道或反射镜聚焦在太阳能发电塔上的热能光的方式,将热能转化为电能。
通过这种方式,可以实现高效的发电,并可以存储热能供给夜间或阴天使用。
2. 太阳能热水器太阳能热水器是利用聚光器件将太阳光聚焦到热水器上,将太阳能转化为热能,供应热水。
相比传统的燃气或电热水器,太阳能热水器具有节能、环保的特点,可以降低家庭用能成本。
3. 太阳能制冷太阳能制冷是利用聚焦太阳能产生的热能来驱动制冷机组,实现制冷效果。
光热发电系统中聚光器的作用
光热发电系统中,聚光器是一个重要的组件,它的作用是将太
阳光聚焦到一个小区域上,以提高光热发电系统的效率。
以下是从
多个角度全面回答聚光器作用的解释:
1. 聚光作用,聚光器的主要作用是将散射的太阳光线聚焦到一
个小区域上。
通过使用透镜或反射镜等光学元件,聚光器能够将太
阳光线集中到一个焦点上,从而提高光热发电系统的光能利用效率。
2. 提高光照强度,聚光器能够将太阳光线的光照强度增加数倍
甚至更多。
通过将光线聚焦到一个小面积上,聚光器能够增加单位
面积上的光照强度,从而提高光热发电系统的发电效率。
3. 增加工作温度,光热发电系统通常使用太阳能将光能转化为
热能,然后再将热能转化为电能。
聚光器的聚光作用可以将太阳光
线集中到一个小区域上,提高该区域的温度。
这样一来,光热发电
系统中的工作流体(如水或油)的温度也会相应提高,从而增加了
热能转化为电能的效率。
4. 减少材料成本,聚光器可以将太阳光线聚焦到一个小区域上,
从而减少了所需的光电转换材料的用量。
这对于一些昂贵的光电转换材料来说尤为重要,因为减少了材料用量可以降低系统的成本。
5. 适应不同光照条件,聚光器可以根据不同的光照条件进行调整,以保证系统在不同的天气条件下都能够获得较高的发电效率。
例如,在光照强烈的日子,聚光器可以将光线更集中地聚焦,而在光照较弱的日子,聚光器可以扩大聚焦区域,以保证系统的稳定运行。
总结起来,光热发电系统中的聚光器通过聚光作用提高光照强度,增加工作温度,减少材料成本,并适应不同的光照条件,从而提高系统的光能利用效率和发电效率。
太阳能热发电技术概述太阳能热发电技术的核心是太阳能热能捕集。
太阳能热能捕集是通过太阳能热集热器将太阳光转化为热能。
常见的太阳能热集热器包括平面集热器、聚光集热器和抛物线槽式聚光集热器等。
其中,平面集热器是最常见的一种,它通过黑色表面来吸收太阳能,并将其转化为热能。
聚光集热器利用镜面来聚集太阳光,将其集中到焦点上,从而提高热能的捕集效率。
抛物线槽式聚光集热器将太阳光反射到集热器的焦点上,从而提高热能的捕集效率。
太阳能热发电技术的第二个方面是热能的储存与转换。
太阳能的热能可以通过热储存器进行储存。
热储存器有两种主要类型:热储盐储能和燃气储能。
热储盐储能是将热能转化为盐水溶液的高温盐水,然后将其储存起来。
当需要使用热能时,盐水会被加热并转化为热能,从而驱动涡轮发电机发电。
燃气储能是将热能转化为压缩空气或水蒸汽,并将其储存起来。
当需要使用热能时,压缩空气或水蒸汽会被加热并转化为热能,从而驱动涡轮发电机发电。
太阳能热发电技术的第三个方面是热能的转化为电能。
热能转化为电能的主要方式有三种:蒸汽发电、燃气发电和热电联供。
蒸汽发电是将加热后的蒸汽驱动涡轮发电机发电。
燃气发电是将加热后的燃气驱动内燃机发电。
热电联供是将加热后的水蒸汽通过热电联供系统产生电能。
热电联供是一种高效的技术,它不仅可以将热能转化为电能,还可以利用余热提供制热和制冷。
太阳能热发电技术具有很多的优点。
首先,太阳能是一种清洁的能源,不会产生任何的污染物和温室气体。
其次,太阳能热发电技术能够在太阳能可利用的地区提供可靠的电力供应。
再次,太阳能热发电技术具有较高的效能,能够将太阳能转化为电能的效率较高。
最后,太阳能热发电技术具有较低的运行成本和维护成本,是一种经济可行的能源选择。
总之,太阳能热发电技术是一种可持续发展的能源技术,可以有效地利用太阳能将光能转化为电能。
太阳能热发电技术具有许多的优点,但也存在一些挑战和限制,如设备成本较高、可再生能源发电规模仍较小等。
一、CPV概述聚光光伏(CPV)太阳能是指利用透镜或反射镜等光学元件,将大面积的阳光汇聚到一个极小的面积上,再将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转化为电能。
光伏发电在经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池之后,目前第三代CPV发电方式正逐渐成为太阳能领域的投资重点,并且CPV模式相对于前两代具有诸多的优势:(1)节省昂贵的半导体材料:CPV是通过提高聚光倍数的方式,减少光伏电池的使用量,而透光镜及反光镜等光学元件的成本远远低于减少的光伏电池成本。
(2)提升光电转换效率:CPV系统采用砷化镓电池并依靠太阳追踪系统实现了更高的光电转换效率,较前两代光伏系统明显缩短能量回收期。
(3)极高的规模化潜力:CPV系统因其光电转换效率高、占地面积小等特点,是建造大型电源电站的最理想的太阳能发电技术,通过简单复制的规模化部署,单一CPV电厂可较容易的达到MW级规模。
(4)成本下降空间巨大:硅电池和薄膜电池已实现产业化生产,规模化效应已得到充分体现,并且其技术较为成熟,未来成本下降的空间已经有限。
而CPV系统的成本下降仍然较大,大批量生产的规模效应,以及聚光系统、电池、冷却系统等效率的进一步提高是成本下降的两大途径。
二、CPV太阳能系统的结构尽管各大厂商所生产的CPV系统的模式不尽相同,但各类CPV系统的组件主要是由四大部分组成,即聚光系统,光伏电池、太阳追踪系统、冷却系统。
1、聚光系统聚光系统是整个CPV系统的最重要的组成部分,它通常由主聚光器和二次聚光器组成,聚光系统的聚光精度很大程度上决定了整个CPV系统的性能高低。
根据聚光方式的不同,聚光系统可分为透射式聚光系统和反射式聚光系统。
(1)透射式聚光系统透射式聚光系统一般采用菲涅耳透镜聚焦的方式,与普通凸透镜相比,菲涅尔透镜只保留了有效折射面,可节省近80%的材料。
目前用于制作菲涅耳透镜的最常用材料是PMMA(俗称“亚克力”或“有机玻璃”),与玻璃透镜相比,它的优点是重量轻、易加工成型、成本低,而且对自然环境适应性能强,即使长时间在日光照射、风吹雨淋也不会使其性能发生改变。
太阳能聚光器原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠太阳能聚光器原理。
你说这太阳能聚光器啊,就好比是个神奇的大魔法!想象一下,太阳那无穷无尽的能量就像一场超级盛宴,而太阳能聚光器呢,就是那个负责把这些美味佳肴都收集起来的大厨!它的工作原理其实挺简单的,就是把大面积的太阳光聚集到一个小小的点上,就像把一大把糖果都汇聚到一起,变得更甜更浓郁。
这太阳能聚光器一般是由好多镜片或者反射面组成的,这些镜片就像是一群小机灵鬼,特别会“抢”太阳光。
它们把太阳光从四面八方都给“抓”过来,然后再整整齐齐地送到一个地方。
这不就跟咱过年的时候,一大家子人从各处赶回来,聚到一块儿热闹一样嘛!而且啊,这聚光器可挑地方了,得找个阳光特别好的地儿,要不然它可不乐意干活呢!你说它咋这么娇气呢?但没办法呀,谁让人家有本事呢!它就像是个挑食的小孩子,非得要最好的阳光才能好好工作。
咱再说说这聚光后的能量,那可不得了啊!就好像是把小小的火苗变成了熊熊大火,一下子变得超级厉害。
这能量可以用来发电,可以用来烧水,用处多了去了。
这不是跟咱人一样嘛,平时看着普普通通的,可一旦找到自己擅长的事儿,就能发挥出巨大的能量来。
你想想看,太阳每天都在那高高挂着,不停地给我们送能量,这多好的资源啊!咱要是不好好利用,那不就太可惜了嘛!太阳能聚光器就是帮我们抓住这些能量的小能手。
它不需要我们天天给它加油,也不需要我们去修修补补,多省心啊!这要是家里有个这样的宝贝,那得多棒啊!既环保又省钱,还能为咱的地球出一份力,何乐而不为呢?所以啊,大家可别小看了这太阳能聚光器,它虽然看起来不怎么起眼,但作用可大着呢!它就像是我们生活中的小太阳,给我们带来温暖和便利。
咱可得好好珍惜它,让它为我们的生活增添更多的光彩!这太阳能聚光器原理啊,真的是太神奇,太有趣啦!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
太阳能光热综合利用发电技术
太阳能光热综合利用发电技术是一种将太阳能光热转化为电能
的新技术。
该技术利用太阳能集热器将太阳能光热转化为热能,再将热能转化为电能。
这种技术具有环保、可再生、高效利用等特点,已被广泛应用于发电领域。
在太阳能光热综合利用发电技术中,太阳能集热器是核心设备。
太阳能集热器能够将太阳能光线聚焦到一个点上,产生高温高压的蒸汽,然后通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能。
同时,太阳能集热器也可以将热能存储起来,以备不时之需。
太阳能光热综合利用发电技术具有多种应用形式。
其中,光热发电站是最常见的应用形式之一。
这种发电站通常由多个太阳能集热器组成,可以同时向电网供电和储存电能。
此外,太阳能光热综合利用发电技术还可以应用于工业领域,例如用于加热锅炉、生产清洁能源等。
总的来说,太阳能光热综合利用发电技术是一种非常有前景的新能源技术,能够有效促进清洁能源的发展,减少对传统能源的依赖。
随着技术的不断升级和改进,太阳能光热综合利用发电技术将会在未来的能源市场中发挥越来越重要的作用。
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太阳能聚光系统的设计与应用随着环境问题日益引起社会关注,寻找清洁、可再生的能源资源变得越来越紧迫。
在众多的可再生能源当中,太阳能被认为是最具有潜力的一种。
然而,太阳能发电技术并不是十分成熟,还需要进一步的发展和改进。
在这篇文章中,我们将讨论太阳能聚光系统的设计和应用。
一、太阳能聚光系统的基本原理聚光系统是一种利用透镜或反射镜将太阳能聚集在一个小区域的技术,以增加光照强度,从而提高能源产生效率的技术。
聚光系统由镜片、反射器和跟踪器等部件组成。
太阳能聚光系统的主要原理是将太阳能聚集并集中到热工作介质上,使其产生高温高压的热能,再将其转换为电能或直接用于加热供暖等用途。
二、太阳能聚光系统的设计聚光系统的设计需要考虑多个因素,包括镜片的大小和形状、反射器的材料和形状、跟踪器的控制系统等。
其中,跟踪器是最关键的一部分,它能将镜片或反射器根据太阳的运动进行移动,以保证光线始终落在聚光系统的中心。
镜片的设计需要考虑反射率和材料,应选择具有高反射率和抗氧化性能的材料,以延长镜片的使用寿命。
反射器的设计应考虑镜面的形状和反射率,应选择优良的材料和合适的反射角度以确保光线在聚集过程中不会被散射或反射失效。
跟踪器是实现太阳能聚光系统自动化的核心部件,其设计需要考虑多个因素,包括精度、控制系统、安装位置等等。
我们可以采用传感器、步进电机或其他精确的系统利用电脑进行控制,以获取最佳的聚光效果。
三、太阳能聚光系统的应用太阳能聚光系统的应用十分广泛,可用于产生电力、供暖、制冷等领域。
由于太阳能聚光系统产生的能量非常强大,并且比常规的太阳能电池板等技术更加高效,因此太阳能聚光系统在大规模的电力发电和工业生产中得到了广泛的应用。
此外,太阳能聚光系统还可以被用于生活的供暖和制冷领域。
通过将太阳能聚光系统与传统的空调或加热系统结合使用,我们可以实现更加高效的能量利用,并降低生活成本。
四、太阳能聚光系统的未来展望尽管太阳能聚光系统已经在多个领域得到了广泛应用,但是其技术还不够成熟,存在许多挑战和难点需要解决。
太阳能光热发电概述:光伏发电技术一般以多晶硅为一代技术,薄膜为二代技术,聚光技术为三代技术。
光伏发电就是利用光电子照射在半导体上产生直流电,直接并入电网或通过逆变器把电能放在蓄电池中。
太阳能光热发电也称为聚光太阳能热发电(Concentrating Solar Power,CSP),又称太阳能聚热发电技术,是太阳能发电中不同于光伏发电的另一种技术路线,完全不同于光伏发电。
光热发电技术(CSP)是指用太阳光加热介质然后推动汽轮机发电的太阳能利用形式,与通常所讲的直接将太阳光转换为电力的光伏发电不同,光热发电是太阳能-热能-电能的转换过程。
它是依靠各式的镜面,将太阳的直接辐射(DNI)聚集并加热导热介质,热交换后产生高温水蒸气,推动汽轮机发电。
即通过光热管、聚光管把太阳照射的热量通过超白玻璃、高温储热材料、吸热膜层材料等进行储存,然后接入类似火力发电厂的汽轮机系统,通过烧水蒸气的方式最终由发电机发电。
主要技术分为槽式、塔式、碟式和菲涅尔式。
CSP与常规化石能源在热力发电上原理相同,电能质量优良,可直接无障碍并网。
同时,可储能、可调峰,实现连续发电。
更为重要的是,光热发电在热发电环节与火电相同,CSP更适合建大型电站项目,可通过规模效应实现成本迅速下降。
光热电站的具体组成部分主要分为镜场集热系统、储能系统和发电系统。
在光照强度高的时间里,其工作模式为通过镜场集热后将一部分热能通过储热系统储存,另一部分热能将转移至发电系统来维持发电。
在光照强度不高的时间里,镜场集热系统不进行工作,储热系统通过将储存的热能转移至发电系统来维持发电。
因此,由于储能系统的存在,光热发电的年发电小时数可接近传统热电的发电小时数。
在近几年建设的光热电站中,越来越多项目选用与热电站(包括火电站、天然气电站和垃圾发电站)联合建设运作,通过联合运作,不仅能够使光热电站的发电持续性更强,更能通过提高系统温度使系统效率得到提升。
另外,将光热电站建在海边还能用于制备氢气和海水淡化。
太阳能热发电技术综述1:技术和原理有三种方式,都是用反射镜聚焦阳光加热水产生蒸汽、通过汽轮机带动发电机发电,区别在于蒸汽产生方式上。
1.1:抛物槽型热发电系统聚光集热系统(由抛物槽式聚光镜+接受器+跟踪装置构成)+换热系统(由予热器+蒸汽发生器+过热器和再热器构成)+发电系统(同常规发电设备)+蓄热系统(显式、潜式、化学储热三种)+辅助能源系统(夜间和阴天用辅助发电设备)。
一般建不小于350MW电厂1.2:塔式热发电平面镜反射阳光到中心接受塔顶搜集器,大量能量在高温下熔化一种盐、并将热盐储存罐中、当要发电时打开产生蒸汽驱动透平发电机。
产生蒸汽后低温盐回到冷盐储存罐中并用泵打到塔顶再次加热认为下一热循环用(Ⅱ型)。
一般建几千MW电厂。
特点:聚光倍数高易到达高温、反射光线一次完毕简朴高效、光热转换效率高、成本低1.3:蝶型热发电蝶型抛物镜/斯特林系统合用边远地区独立电站,光学效率高、启动损失小。
用于小型独立电站。
2:比较2.1:太阳能热发电三种系统比较2.2:各发电系统比较2.3不一样发电技术投资成本2.4不一样发电技术效率比较2.5:塔式太阳能热发电参数可与高温、高压火电站一致,热效率高且设备易配套。
美国Solarone 电站初期投资1.42亿元,其中定日镜52%、发电设备18%、蓄热装置10%、接受器5%、塔3%、管道及换热器8%、其他4%。
可以看出定日镜价格贵,但隋制镜技术提高成本大幅下降,估计到发电成本会到达30-60美元/Mwh(即3-6美分/度)。
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中成本最低旳一种方式。
太阳能热发电投资成本为煤电旳8倍左右,但因其不需燃料则用电成本比煤电低20-40倍,隋技术发展太阳能热发电成本深入下降,有环境保护意识旳顾客更倾向于绿色能源,而煤电将隋通货膨胀而上升3条件3.1:土地:建一种200MW(20万KW)太阳能热发电厂需占地3000英亩,但太阳能热发电与光伏和风力发电比较不适宜模块化,估计要在100-300MW以上时才比较经济3.2:光照:太阳光全照射功率不小于1kw/m²,每年不小于kwh/m²才是经济旳3.3:投资:一种中等旳100MW发电厂投资成本3-5美元/W,发电成本10-15美分/度4:国内外发展状况4.1:国外至全世界已装太阳能发电系统总搜集阳光面积9500万平方米,以光照1kw/m、照射时间50%、平均转化率20%,则差不多可获电能10GW,但大部分是在低温下使用(如水加热等),高温使用(如热电厂等)只有500Mw,不过正地迅速增长。
聚光太阳能集热器的设计及优化太阳能作为一种可再生的清洁能源,已经逐渐成为人们关注的焦点。
聚光太阳能集热器作为太阳能利用的一种形式,以其高效收集太阳能的能力,受到了广泛的关注和应用。
本文将深入探讨聚光太阳能集热器的设计原理、优化方法以及未来的发展趋势。
聚光太阳能集热器的设计原理主要基于光学原理。
通过采用透镜、反射镜等光学元件,将太阳光线聚焦到集热器的焦点上,以实现更高效的能量收集。
其中,常见的聚光太阳能集热器包括平面聚光太阳能集热器和抛物面聚光太阳能集热器。
平面聚光太阳能集热器的设计相对简单,主要由透明玻璃罩、反射镜和吸热管组成。
透明玻璃罩用于收集太阳光,反射镜将太阳光线反射到吸热管上。
吸热管内部充满工作介质,依靠光热转换将太阳能转化为热能。
平面聚光太阳能集热器具有结构简单、制造成本低等优点,但在能量收集效率上相对较低。
抛物面聚光太阳能集热器则采用抛物面反射镜的设计原理,借助抛物面的特性将太阳光线汇聚到焦点上。
抛物面聚光太阳能集热器的优点在于能量收集效率高,但造成了结构复杂、制造成本较高等问题。
在抛物面聚光太阳能集热器的设计中,需要考虑到反射镜曲率的控制、镜面反射率的提高等因素,以实现更高的能量利用效率。
为了优化聚光太阳能集热器的性能,可以从多个方面进行改进。
首先,在光学设计层面上,可以采用更高效的光学元件,如非球面透镜、光纤聚光器等,以提高光能的聚焦效果。
此外,可以采用多级集热的方式,将聚焦后的光线进一步聚焦到集热器的吸热管上,进一步提高能量收集效率。
其次,在材料选择上,应选用具有较高光热转换效率和耐高温性能的材料。
常见的吸热管材料有铜、铝等,而对其表面涂层的选择也对能量收集效率有着重要影响。
研究表明,选择具有高吸光率和低放射率的涂层材料,可以有效提高集热器的热转换效率。
此外,对于聚光太阳能集热器的工程应用来说,还需要考虑实际运行环境的因素。
如何减少聚光太阳能集热器在不同日照角度下的能量损失,如何有效降低因背面散热导致的损失等都是需要考虑的问题。
太阳能光热发电技术解析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可再生能源技术。
它不仅对环境友好,而且具有广泛的应用前景。
本文将对太阳能光热发电技术进行详细解析,介绍其原理、发展现状以及未来的发展趋势。
一、太阳能光热发电原理太阳能光热发电技术的原理非常简单,主要分为两个步骤:光能转化为热能,热能转化为电能。
在光能转化为热能的步骤中,太阳光通过太阳能集热器聚焦在热工质上,使其温度升高。
这个过程中,太阳光中的光子能量被吸收,导致热工质分子的热运动增强,从而使得温度升高。
一般来说,常用的热工质包括水、石油、盐等。
在热能转化为电能的步骤中,热工质通过热交换器传递热量给工作介质,使工作介质的温度升高,产生蒸汽。
蒸汽驱动汽轮机运转,进而驱动发电机发电。
发电机通过感应原理将机械能转化为电能,从而实现太阳能光热发电。
二、太阳能光热发电技术的发展现状目前,太阳能光热发电技术已经有了长足的发展。
世界各地都有大量的太阳能光热发电项目正在建设中或者已经投入使用。
在光热发电技术中,最常见和成熟的技术为槽式集热器技术和塔式集热器技术。
槽式集热器技术通过平面镜反射太阳光,将光能集中到集热管上,使得热工质升温。
塔式集热器技术则通过高大的中央塔将太阳光聚焦在塔顶的热工质中,实现高温高压的蒸汽发电。
这两种技术在实际应用中都取得了不错的成果,目前已经被广泛采用。
另外,太阳能光热发电技术还有其他的发展路径,如风云一号-05/06A星,它是中国自主研制的太阳能光热发电技术卫星,通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过微型太阳炉将太阳能转化为热能,为地面用户提供电力供应。
三、太阳能光热发电技术的未来发展趋势太阳能光热发电技术具有巨大的潜力和广阔的前景,未来的发展趋势将集中在以下几个方面:1. 提高效率:目前太阳能光热发电技术的效率还有提升的空间。
科研人员可以通过改进反射镜、改良集热器材料等方式,提高能量的转化效率,从而实现更高效的光热发电。
太阳能光热发电技术的研究和应用太阳能是一种广泛存在的清洁能源,可对减少化石燃料的使用和减少全球温室气体排放起到重要作用。
太阳能光热发电技术是一种利用太阳能热转换为电能的方法。
它利用反射、集中、转化、储存等物理现象,将太阳能热能转化为电能。
本文将重点介绍太阳能光热发电技术的研究和应用。
一、太阳能光热发电技术的基本原理太阳能光热发电技术基本原理是利用镜面将太阳能反射聚焦到特定区域,使该区域的温度升高。
这个高温区域将热量转移至工质,如水或油,产生高压蒸汽,驱动涡轮发电机,最终将热能转化为电能。
太阳能光热发电可分为三种方式:圆盘式、线性聚光式和塔式。
圆盘式光热发电系统利用大量的弧形镜面将太阳能聚焦在一个中央集热器上。
线性聚光式通过一系列的平板镜将光反射到一根管子里,管子周围由一定数目的聚光器聚拢,使工质加热。
塔式光热发电系统借助一根巨大的集热塔,将通过数百个平板状镜子反射的太阳光聚集到集热塔顶上,并将高温热量转移至工质,再传递至涡轮机发电。
二、太阳能光热发电技术的优点太阳能是一种清洁、绿色、永久的能源,其光热发电技术与传统燃烧发电和核能发电相比,具有多项显著优点:1、产生无二氧化碳排放:太阳能光热发电不会产生有害的排放物质,因此没有污染环境的危险。
2、适用于多种地理环境:太阳能光热发电可使用在各种地形、地貌、气候和地理区域,适用于全球大部分的区域。
3、美观程度高:太阳能光热发电可以设计成很精美的景观,不会像化石燃料的燃烧发电厂一样产生污染和噪音。
4、区域无土地开发:太阳能光热发电不需要太多土地面积,可以在荒地或沙漠上实现大规模的光热发电。
三、太阳能光热发电技术的应用太阳能光热发电技术的应用范围非常广泛,天然气、石油和水电站建设不便或无法使用的地方都可以使用太阳能光热发电技术,满足能源需求。
光热发电被广泛应用于发电市场的工业化生产,如海水淡化,制造水氢燃料,道路照明和住宅供电。
中国是世界上太阳资源丰富的国家之一,国家加强太阳能光热发电的研发和应用,全力支持太阳能产业的发展,打造太阳能光热发电的领导者。
《太阳能热发电站》结课论文题目:关于槽式热发电站中太阳能聚光器技术的简述学生姓名:学号:专业班级:能科-1403学校:华北电力大学2017年6月5日[摘要]本文对槽式热发电站中的主要聚光器技术进行简述及比较。
[关键词]槽式热发电站;聚光器技术;聚光器技术比较。
一引言太阳能热发电是通过对太阳光聚焦,获得几十倍,几百倍的太阳辐射能量进而进行热功转换,带动发电机发电。
对于槽式热发电站,聚光集热系统以线聚焦代替点聚焦,而聚光的关键在于聚光器技术。
槽式太阳能聚光集热系统由多个太阳能集热器组合SCA(Solar Collector Assembly)组成而每个太阳能集热器组合又由若干个太阳能集热器单元SCE(Solar Collector Elements)构成。
太阳能集热器组合包括聚光器,集热管和跟踪系统。
聚光器由反光镜和支架两部分组成。
聚光器应具有以下几点要求:①具有较高的反射率②具有良好的聚光性能③具有足够的刚性④具有良好的抗疲劳能力⑤具有良好的抗风载荷能力⑥具有良好的抗腐蚀能力⑦具有良好的运动性能⑧具有良好的保养,维护,运输性能如图1是一个基本的聚光器结构和一个实例。
二发展历史及现状世界上第一台槽式太阳能聚光器由美国工程师Ericsson建造于1870年,输出热功率为373W。
1912年,另一位美国发明家FrankSchuman在埃及建立了一个小型太阳能聚光器。
20世纪70年代的石油危机加速了太阳能热发电技术的发展,在8O年代中期,抛物面槽式太阳能聚光器进入商业化阶段。
美国Luz公司自1984一1991年陆续建立装机总容量为354MV的SEGS槽式电站,至2013年底已经商业化运营30年。
SEGS电站中的槽式太阳能聚光器有3种型号,包括LS-1,LS-2和LS-3,其中LS-2和LS-3是主要型号,由于SEGS是最早的商业化电站,囚此这两种型号也成为事实的槽式太阳能聚光器的标准规格。
在这两种槽式太阳能聚光器的基础上,各种新型、优化的槽式太阳能聚光器不断地被开发出来。
目前,世界各地都有着比较成熟的槽式太阳能聚光器。
例如::美国的Luz公司的LS-2型聚光器;美国的Acures soler公司的Acures3001和Acures3011两种型号的聚光器;美国的Accrona soler power公司的SGX-1和SGX-2型聚光器。
欧洲LS-3的基础上研制的新型聚光器;SENER公司研制的SENER-1和SENER-2型槽式太阳能聚光器;太阳千年公司(solermillennium)在倒闭前也制造出LS-4型聚光器。
中国科学院电工所和皇明公司合作也制造了一种槽式太阳能聚光器;中金盛唐公司与2009年建立了240米槽式示范项目。
兰州大成真空科技有限公司于2012年5月建立一套槽式一线性菲尼尔式聚光发电示范系统。
华电工程公司采用欧洲槽式技术,于2010年在河北廊坊建立了长100m的槽式系统,规格与LS-3聚光器相同。
中广核太阳能公司与2013年在青海德令哈建立了一套槽式系统。
北京工业大学、华北电力大学、上海交通大学、中山大学、东莞康达新能源公司、常州龙腾太阳能公司、华锐风电公司、山东奇威特公司也都建有不同长度和开口尺寸的槽式太阳能聚光器样机。
三主要的聚光器技术的介绍①Luz聚光器技术从1984-1991年的8年间,Luz公司完成的LS-1,LS-2,LS-3的设计和建造,并实现了商业化运行。
其中LS-1是非常经典的槽式太阳能聚光器的设计,而美国Luz公司的LS-2型聚光器,开口尺寸为5 m,长47m,焦距1.4m,采用减速机作为传动机构,扭矩管作为支架结构。
LS-3型聚光器开口宽度则增加到5.77 m,采用空间朽架作为反射镜支撑结构,焦距为1.71m,与之配合的真空管直径为70 mm,聚光器长度增加到100m,采用液压传动系统作为传动机构。
LS-2和LS-3聚光器的反射镜均采用4 mm单层超白玻璃镜,对应的反射镜型号为RP2和RP3型。
图2为LS-2型槽式太阳能聚光器和LS-3型槽式太阳能聚光器结构设计的改变使LS-3在聚光精度上得到很大提高,并且交装时允许有一定的倾角。
然而,SEGS的运作经验显示,任何成本的降低都是以聚光器的性能和可维护性为代价。
与LS-2聚光器相比,LS-3聚光器的热性能有所降低,聚光器的维护变的更加闲难。
但是Luz聚光器为新一代聚光器的设计提供了宝贵的经验。
下图为LS-3的结构。
②IST聚光器技术IST聚光器技术(Industrial Solar Techonlogy)聚光器起初用于低温工业过程加热。
在NREL的USA trough计划的支持下,IST聚光器在效率上提高了很多.能够应用于高温太阳能热发电,同时降低了成本。
最初IST聚光器光器是铝制成,后来用电镀钢结构代替了铝结构。
用薄的镀银玻璃反射镜取代了镀铝聚合体反射镜,提高了高温条件下集热管选择性涂层的热性能和耐久性,聚光器钢结构和薄玻璃反光镜的改进使系统成本降低15%,系统性能提高了12%。
所获得能量的成本降低20%。
③Euro Trough聚光器技术是欧洲公司与研究试验室协会开发设计的新一代槽式集热器。
结合了使LS-2具有连接优势的扭力管设计和使LS-3降低成本的捆绑设计,增设了扭力盒。
该设计使得扭矩降低,运行时结构弯曲,性能更趋完善。
由于组成部件的变化减少、结构重量减轻,成本预计降低10%,而性能较LS-3提高3%。
其结构形式由轴式单元发展为桁架式单元,聚光器单列长度由100m增长为150m,从而可以带动更长的聚光器阵列。
Euro Trough聚光器的核心部件是一个约12m长的空间枢架,在其两侧固了用来固定抛物面反光镜的支撑臂。
该空间结构由四个不同部分组成,可以现场安装,固定,简化了加工过程.降低了加工成本。
如下图是一个实例和其扭矩简图。
④Duke Solar聚光器技术Duke Solar聚光器技术是由LS-2改良设计的全铝空间结构。
结构特性、重量、制造工艺、抗腐蚀能力、制造成本和安装方面都优于LS-2。
另外要着重说明的是,该设计强调制作简单,必需部件的数量最小化,更易于安装。
下图是其空间结构:⑤Solargenix聚光器技木Solargenix DS-1聚光器采用全铝空间结构,模仿了LS-2聚光器实际的尺寸和操作特点,但在结构特性,重量,沉腐蚀性,生产成本及安装上都优于LS-2聚光器。
Solargenix DS-1在重量上是LS-2的一半.便于生产加工运输及现场安装,并且具较好的杭腐蚀性。
并且光学性能相当。
下图是DS-1:2005年,Solargenix公司推出了新型的SGX-1聚光器。
该类聚光器采用有机蛛丝网状套节结构,其零件的数目比DS-1聚光器减少了一半,重量上减轻了30%,聚光器的安装耗时减少三分之一。
并且使用低成本的挤压部件,反光镜无需排列校正,单一钻膜提供了较大的耐性。
下图是SGX-1聚光器结构,图3是一个实例。
⑥欧洲槽式太阳能聚光器欧洲槽式太阳能聚光器是在LS-2型聚光器的基础上开发的,其采用了扭矩盒子作为主结构,代替扭矩管或空间桁架结构。
力学计算结果表明,扭矩盒子为平体的支架结构比LS-3的空间桁架结构在弯曲刚度和扭转刚度上都要好。
欧洲槽式太阳能聚光器有两种型号,分别是ET-100和ET-150,主要差别在于聚光器的长度分别是100 m和l50m后者的成本更低。
欧洲槽式太阳能聚光器采用液压传动系统作为传动装置. 开口尺寸为5.7m,焦距为1.71 m,真空管直径为70mm 聚光器单元长度为12m。
ET-100为一个液压传动系统带动8组聚光器单元,ET-150则带动l2组。
采用4 mm厚的超白玻璃镜(钢化或退火玻璃)作为反射镜。
采用欧洲槽式太阳能聚光器的电站很多,如装机容量分别为50MV的Andasol-1、Andasol-2电站和2013年初建成的世界最大的太阳能热发电姑Shams一1。
图4是欧洲槽式太阳能聚光器的图片.⑦意大利新型槽式太阳能聚光技术意大利新技术、能源与可持续发展署(ENEA)采用熔融盐作为传热介质,建立了一座5MW的熔触槽式电站。
电站的槽式太阳能聚光器为扭矩管结构,反射镜的支撑臂为轻最化的钢板。
反射镜采用“三明治”结构,为复合材料背板上粘粘超薄玻璃镜。
聚光器采用液压传动,聚光器开口尺寸为5.77m.⑧ SENER公司的新型聚光技术SENER公司在太阳能热发电领域是各种聚光装备的供货商。
其研制的SENER-1槽式太阳能聚光器采用扭矩管结构,支挎臂为钢板冲压成型,SENER槽式太阳能聚光器的开口尺寸和LS-3相同,长度增加到150 m.反射镜为超白玻璃镜,传动系统为液压传动。
在此基础.上,SENAR公司开发了第二代槽式太阳能聚光器,主要改进为增加了开口尺寸,达到6.87m,反射镜的支撑臂也做了优化。
图5为SENER-2槽式太阳能聚光器。
⑨太阳千年公司(solermillennium)的新型聚光技术太阳千年公司(solermillennium)在倒闭前曾经设计并制造了更.大开尺寸的槽式太阳能聚光器,规格为LS-4型。
其支撑结构为扭矩管,支撑臂采用矩形钢管焊接成平面桁架结构,为了保证旋转轴和聚光器的中心重合,在扭矩管的另一侧配有配重。
聚光器开口尺寸为6.77 m,焦距为1 .71 m,与之配合的真空管直径为90mm,聚光器长度为150 m,采用液压传动。
反射镜为超白玻璃镜,与LS-3的反射镜尺寸不同,LS-4反射镜的规格为1.9m※1.57m。
下图6为太阳千年新型槽式太阳能聚光器。
⑩中国科学院电工研究所与皇明公司合作的新型聚光技术中国科学院电工研究所与皇明公司合作在2005年采用玻璃钢作为背板,超薄玻璃反射镜贴在玻璃钢上,采用液压传动,在北京通县制作了开口尺寸为2.5m 的槽式太阳能聚光器。
2010年,在北京延庆又建立了长度为l20 m的槽式实验系统,槽式太阳能聚光器的开口尺寸为5.76 m,长度100m,采用液压传动,支撑结构为扭矩管,支撑臂采用矩形钢管焊接而成,反射镜采用4 mm厚玻璃热弯成抛物柱面,再与1.1mm厚的超薄玻璃镜夹胶粘接而成。
图7为中国科学院电工研究所-皇明公司槽式热发电太阳能聚光器。
四几种典型的聚光器技术比较五槽式太阳能热发电站聚光器技术主要特点槽式太阳能聚光器的主要技术指标包括:①反射镜的镜面反射率②反射面的面形精度③跟踪精度④支架结构的强度和刚度⑤反射镜的长期耐候性和长期寿命六槽式太阳能热发电站聚光器技术研发关键基于槽式太阳能聚光器的特点,研发聚光器的关键点在于:①低成本、高镜面反射率和面形精度、长寿命的槽式反射镜槽式反射镜是槽式太阳能聚光器的关键部件,其成本约占槽式太阳能聚光器成本的40%。
为了提高反射率,采用高透光率的低铁玻璃,以银作为反射材料,降低玻璃镜的厚度也可提高反射率,但会降低玻璃的刚度进而降低反射镜的面形精度,通常采用4mm厚的玻璃反射镜。