聚光型太阳能发电系统

凹面镜聚光发电组件
凹面镜聚光发电组件是一种可以将太阳能光线聚焦的发电设备。

它由一个特制的凹面镜组成，镜面具有高度反射的特性，可以将散射的太阳光线聚焦在一个小面积上。

凹面镜聚光发电组件的工作原理是利用凹面镜的反射原理将太阳光线反射和聚焦到一个小面积的太阳能电池上。

当光线聚焦到太阳能电池上时，光能会被太阳能电池吸收并转化为电能。

与传统的平面太阳能电池相比，凹面镜聚光发电组件具有更高的能量转换效率。

由于凹面镜的聚光作用，太阳能电池接收到的光线更强烈，可以产生更多的电能。

这使得凹面镜聚光发电组件能够在相同面积的太阳能电池的情况下产生更高的输出功率。

凹面镜聚光发电组件主要应用于大规模的太阳能发电站中。

它们可以集中大量的太阳能光线，从而提高整个发电系统的效率和产能。

此外，凹面镜聚光发电组件的光学系统需要较小的面积，这意味着可以在有限的空间中安装更多的电池组件，从而进一步提高发电系统的功率密度。

总之，凹面镜聚光发电组件是一种能够将太阳能光线聚焦的发电设备。

它具有高效的能量转换效率，被广泛应用于大规模太阳能发电站。

光热发电简介一、聚光光热技术简介聚光光热（CSP：Concentrated Solar Power）技术是太阳能开发利用的一种主要方式，聚光方式包括了槽式、塔式、碟式和菲涅尔式。

槽式太阳能聚光光热技术是当前发展最热和最具商业化前景的聚光光热技术，它采用槽式抛物面聚光器对太阳光汇集吸收，可直接将传热工质加热到300-500℃的一项技术，该技术主要核心是聚光技术和光热转换技术。

槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。

二、槽式太阳能热发电系统工作原理聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点（或焦线），以获得高强度太阳能。

聚光集热器是一套光学系统，聚光器一般由反射镜或透镜构成，主要有抛物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。

槽式聚光集热器由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面，由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面（槽式抛物面），在工业应用中称槽式聚光镜。

在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。

根据光学原理，与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上，焦点在镜面的轴线上，见下图（a）。

把接收器安装在反射镜的焦点上，当太阳光与镜面轴线平行时，反射的光辐射全部会聚到接收器，见下图（b）。

槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线（带）上，故集热器的接收器是长条形的，一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。

槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80，最高聚热温度约300度至400度。

槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。

反射镜一般由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造反射镜，反射镜安装在反光镜托架上。

槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上，在该条线上装有接收器的集热管，见图1。

太阳能光热发电系统的构成介绍太阳能光热发电系统是一种通过利用太阳能将光能转化为热能，并进一步转化为电能的系统。

它由多个组件组成，包括太阳能集热器、热能转换装置、储热装置、发电装置和辅助设备等。

本文将详细探讨这些组成部分以及它们的功能和相互关系。

太阳能集热器太阳能集热器是太阳能光热发电系统的核心组件，用于收集太阳的光能并将其转化为热能。

太阳能集热器一般由反射镜、聚光器、吸收器和管道等组成。

其工作原理是通过反射镜或聚光器将太阳的光线聚焦到吸收器上，吸收器吸收光线并将其转化为热能。

热能进一步通过管道传输到热能转换装置。

热能转换装置热能转换装置用于将太阳能集热器中获得的热能转换为更高级的能量形式，如蒸汽或热油。

常见的热能转换装置包括蒸汽发生器和热能转换器。

蒸汽发生器利用高温的热能产生蒸汽，而热能转换器将热能传递给工作介质，使其膨胀推动发电机发电。

储热装置储热装置用于在太阳能可利用时将过剩的热能储存起来，以供夜间或阴天使用。

常见的储热装置包括热媒储罐和盐蓄热系统。

热媒储罐通过贮存高温热能并减少能量损失，确保系统在夜间或阴天时能持续发电。

盐蓄热系统则将热能转化为盐的潜热，通过盐的相变过程来储存热能。

发电装置发电装置是太阳能光热发电系统的关键组件，用于将热能转化为电能。

常见的发电装置包括蒸汽涡轮发电机和有机朗肯循环发电机。

蒸汽涡轮发电机利用高温高压蒸汽推动涡轮发电机产生电能，而有机朗肯循环发电机则利用有机工质（如热油）的相变过程来推动发电机。

辅助设备太阳能光热发电系统还需要一些辅助设备来支持其正常运行。

这些设备包括冷却系统、控制系统和辅助供热系统。

冷却系统用于冷却热能转换装置和发电装置，以保持其在适宜的工作温度范围内。

控制系统用于监测和控制整个系统的运行，以确保其稳定性和安全性。

辅助供热系统用于在需要时提供额外的热能供应，以增强系统的稳定性和可靠性。

总结太阳能光热发电系统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系统。

太阳能聚焦技术的原理和应用太阳能聚焦技术是一种利用太阳能来进行能量转换的先进技术，这项技术主要通过将来自太阳的光线进行集中和聚焦，以便将其转化为产生热能、电能等的形式。

该技术是目前可再生能源领域的重要研究方向之一，具有较为广泛的应用前景和潜力。

太阳能聚焦技术的原理太阳能聚焦技术主要是将太阳光线聚焦在一个小面积上，使其能量密度远高于常态下的太阳辐射能量密度。

由于太阳光线的能量密度非常低，在光学材料和结构的帮助下，才能实现太阳能的有效转化。

太阳能聚焦技术包括平面聚光、放物面聚光和反射聚光三种方式。

在平面聚光中，将反射聚光面设计成平面，并改变光线入射角度，当光线距离聚光面越近，入射角度越垂直，所发挥的作用就越大。

在放物面聚光中，聚光面采用抛物面形状，将反射的光线集中在同一焦点上。

在反射聚光中，通过反射镜、透镜、反射膜等将进入反射面的光线反射，使它们汇聚到一个点上，达到聚光的效果。

应用领域太阳能聚焦技术目前主要应用于产生热能和电能等两个方面。

在产生热能方面，太阳能聚焦技术主要用于太阳能热水器、蒸汽发生器、热水锅炉等系统中。

例如，将太阳能通过聚光技术集中到一定面积上，在该区域内产生高温，可用于工业生产中的蒸汽产生，实现能源的节约。

此外，太阳能热水器也是应用较广泛的一种方式，利用太阳能进行加热，可满足家用和工业热水的需要。

在产生电能方面，太阳能聚焦技术主要用于太阳能发电系统中。

利用太阳光线通过聚光技术集中到一定区域内，在该区域中产生高温，再将产生的热能转化为电能，实现太阳能发电的过程。

太阳能发电系统是目前可再生能源领域的重要研究方向之一，利用聚光技术产生的高温可提高太阳能发电的效率，大幅提高能源利用效率和减少环境污染。

总结太阳能聚焦技术基于光学、热学等多学科交叉，具有广阔的应用前景。

随着科技水平和产业规模的不断提升，太阳能聚焦技术将成为太阳能综合利用的重要手段之一，为推动绿色发展、缓解能源压力、改善人类生活质量带来积极的贡献。

降低聚光太阳能热发电成本的途径杜凤丽【摘要】以系统年平均发电效率为引领,以发电工质温度和换热介质种类为主线,提出了降低聚光太阳能热发电成本的途径.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】3页(P11-13)【关键词】聚光太阳能热发电;成本;途径【作者】杜凤丽【作者单位】中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室【正文语种】中文一引言聚光太阳能热发电(以下简称太阳能热发电)是通过聚光器将太阳光反射聚集在吸热部件上，经由传热介质将太阳能转换为热能，然后通过热力循环做功实现发电的技术形式。

聚光太阳能热发电可以采用郎肯循环，也可使用效率更高的布雷顿循环或斯特林循环。

在原理上，聚光太阳能热发电系统与传统的化石燃料电站类似，两者最大的区别在于输入的能源不同，前者采用的是太阳能。

太阳能具有间歇性及输入不稳定的特点，因此利用太阳能进行发电存在电力输出波动大的问题。

与目前的光伏发电技术不同，太阳能热发电可以带有储热系统，将白天多余的热量储存起来，当太阳辐照不好时，释放储存的热能，保持汽轮机持续运行，从而保证输出电力的稳定性，并增加全负荷发电时数。

此外，太阳能热发电站还可以利用化石燃料进行补燃，实现在夜间或连续阴雨天时的持续发电。

太阳能热发电目前在国外已经进入商业化发展的阶段。

然而，与传统的化石燃料电站相比，太阳能热发电的发电成本(LEC)仍然很高。

在现有技术条件下，太阳能热发电的成本为0.19～0.25$/kWh[1]。

相对较高的发电成本在一定程度上影响了太阳能热发电大规模化的进程，因此降低发电成本是推进太阳能热发电发展的首要任务。

二降低太阳能热发电成本的途径发电成本是影响太阳能热发电发展的最关键因素。

国际能源署(IEA)曾公布一种计算可再生能源系统发电成本的简化公式[2]，详见式(1)。

式中：Kinvest为电站总投资；KOM为年运行管理费用；Kfuel为年燃料费用；Enet为年净发电量。

太阳能塔式发电吸热器采光面聚光能流密度分布的计算方法太阳能塔式发电系统是一种利用太阳能进行发电的技术，其中吸热器（也称为聚光器）是关键组件之一。

吸热器通过聚光将太阳光线集中到一个小区域，并将光能转化为热能，然后用于产生蒸汽驱动发电机。

计算太阳能塔式发电吸热器采光面上的聚光能流密度分布需要考虑多个因素，如太阳位置、光学特性和吸热器设计等。

以下是一种常见的方法来计算太阳能塔式发电吸热器采光面聚光能流密度分布：1.太阳位置计算：首先需要计算太阳在给定时刻的位置，包括太阳高度角和方位角。

这可以通过使用太阳位置计算公式或太阳轨迹模型来实现。

太阳位置参数的确定对于后续的能量密度计算非常重要。

2.光学特性计算：接下来需要考虑吸热器的光学特性，如镜面反射率和焦距。

这些参数决定了光线在吸热器表面的聚光效果。

通常会使用光线跟踪和反射模拟等方法来计算吸热器的光学特性。

3.聚光能流密度分布计算：根据太阳位置和吸热器的光学特性，可以确定吸热器采光面上的聚光能流密度分布。

这可以通过将太阳光线经过吸热器镜面反射和聚焦后的能量在采光面上进行积分来实现。

可以使用数值方法，如离散化采光面并计算每个离散点上的能量密度，然后将其加总得到整体的能量密度分布。

4.能量转换效率考虑：需要注意的是，聚光能流密度分布仅表示吸热器表面上的能量分布情况，而最终的能量转换效率还受到吸热器内部的工作流体、传热损失等因素的影响。

因此，在实际应用中，需要综合考虑这些因素来评估太阳能塔式发电系统的总体效率。

需要强调的是，计算太阳能塔式发电吸热器采光面聚光能流密度分布是一项复杂的任务，涉及到光学、热学和数值计算等多个领域的知识。

在实际应用中，可能需要借助专业的仿真软件或进行实验来获得更准确的结果。

因此，对于具体的工程设计和分析，建议寻求专业人士的指导和支持，以确保计算结果的准确性和可靠性。

太阳能聚光光伏（CPV）聚光光热（CSP）介绍⼀、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，将⼤⾯积的汇聚到⼀个极⼩的⾯积上，再将汇聚后的太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。

基于砷化镓电池的聚光光伏发电系统宁铎;王辉辉;黄建兵;李明勇【摘要】Solar photovoltaic power generation system for the problem of low utilization, a generation system of concentrator photovoltaic (CPV) based on gallium arsenide (GaAs) cells can be designed. The system consists of concentrating power modules, solar tracking module, inverter module. Fresnel lens concentrator power generation module 400 times by concentrating light in lcm2 GaAs after the battery,the realization of power function; sun-tracking modules and optical sensors from the head to ensure that the basic vertical sunlight through the Fresnel lens; GaAs inverter module converts DC battery AC issued. After testing, the system reached 20. 2％ conversion efficiency of solar, inverter part of the realization of the exchange function of the DC variable.%针对光伏发电系统中太阳能利用率低的问题,设计了一种基于砷化镓(GaAs)电池的聚光光伏(CPV)发电系统;该系统由聚光发电模块、太阳跟踪模块和逆变模块组成;聚光发电模块采用菲涅尔透镜400倍聚光以后照射在1Cmz的砷化镓电池上,实现发电功能;太阳跟踪模块由云台和光电传感器组成,保证太阳光基本垂直通过菲涅尔透镜,逆变模块将砷化镓电池发出的直流电转换成交流电;经过测试.该系统太阳能转换效率达到20.2%,逆变部分实现了直流变交流功能.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)001【总页数】3页(P204-206)【关键词】砷化镓电池;聚光发电;太阳跟踪;逆变【作者】宁铎;王辉辉;黄建兵;李明勇【作者单位】陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西,西安,710021;陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西,西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言在当今世界, 能源已经成为首要战略资源, 随着一次化石能源被疯狂开采殆尽, 开发、寻找、应用新的绿色替代能源,发展外来能源的应用开发技术, 克服能源生产、消费和环境的相互矛盾已经迫在眉睫, 太阳能以储量巨大、持续时间长久、清洁环保赢得了越来越多的关注, 然而我国光伏发电在整个电力比例中不到0.1%[1] , 原因是太阳能利用率低和储电技术不高。

光热发电主要技术类型根据原理的不同，光热发电包括聚光光热发电（Concentrating Solar thermal Power，简称CSP）、太阳能半导体温差发电、太阳能烟肉发电、太阳池发电和太阳能热声发电等.。

其中，聚光光热发电是现今最具商业化利用前景的技术形式.。

根据聚光方式的不同，聚光光热发电可进一步分为点聚焦和线聚焦两大系统.。

其中，点聚焦系统主要包括塔式光热发电和碟式光热发电；线聚焦系统主要包括槽式光热发电和线性菲涅尔式光热发化电.。

（１）槽式光热发电抛物面槽式太阳能发电是通过跟踪太阳运动的线性抛物面反射镜，将太阳福射聚集到位于抛物面焦线处的吸热管中，加热传热介质，利用热力循环进行发电的系统.。

槽式电站的关键设备主要包括聚光器、吸热管和储热器.。

槽式光热发电是最早实现商业化运行，也是目前全球商业化运行电站中占比最大的技术形式.。

槽式光热发电系统的特点：一是结构简单、成本较化；二是可通过多个聚光－吸热装置的串、并联组合，构成较大容量的光热发电系统；Ｈ是聚光比不高，一般在50-80，传热介质温度也难Ｗ提高，一般在400℃左右；四是槽式系统热传递回路长、热损耗大，系统综合效率较低，约为１１％－１５％.。

目前实现商业化应用的槽式聚光器主要来自槽式聚光器的核也部件是抛物面反射镜，目前市场上处于领先地位的抛物面反射镜.。

槽式吸热管是槽式发电系统中光热转换的核也部件，在无储热槽式电站投资成本中，吸热管的成本约占８％.。

（２）塔式光热发电太阳能塔式发电是通过多台跟踪太阳运动的定日镜，将太阳福射反射至放置于塔上的吸热器上，加热传热介质，利用热力循环进行发电的系统.。

太阳能塔式电站主要包括定日镜、太阳塔、吸热器和储热器等.。

根据吸热器内传热介质的不同，塔式电站主要包括水／蒸汽、烙融盐和空气三种.。

水／蒸汽电站系统，吸热和做功介质一致，年均效率一般可达１２％＾上；烙融盐电站系统为间接热力循环发电系统，可实现超临界、超超临界等高参数运行模式，从而进一步提升发电系统效率.。

绿色和平组织：该是注意太阳能未来的时候了简介业内专家以及环保机构绿色和平组织（Greenpeace）的一份研究表明，继风能和传统的光电技术之后，聚光型太阳能发电将成为第三个超过十亿的清洁发电项目。

绿色和平组织：该是注意太阳能未来的时候了据调查显示，2015年，聚光技术的价值将达到208亿欧元。

Andrew Donoghue, BusinessGreen, 2009年5月26日业内专家以及环保机构绿色和平组织（Greenpeace）的一份研究表明，继风能和传统的光电技术之后，聚光型太阳能发电将成为第三个超过十亿的清洁发电项目。

2009年全球聚光型太阳能发电展望研究于本周启动，全力探讨该项技术的潜能。

参与研究的人员声称，2030年，该项目预计能满足全球用电需求的7%；2050年之前，这一数字将达到25%。

国际能源署太阳能和化学能系统（IEA SolarPACES）与欧洲太阳能热能发电协会（European Solar Thermal Electricity Association）一同参与并完成此次研究，该组织太阳能研究机构的执行秘书Christoph Richter博士说道，“我们现在可以欣喜地公布，聚光型太阳能发电项目已经‘起飞’，它将摆脱其他可再生技术的影子，成为可持续发电行业中的第三大主力。

”聚光型太阳能发电系统通过数百面镜子聚集阳光，用以产生热能及电能，温度通常高达400到1000摄氏度。

现在聚光型太阳能发电站一般在50兆瓦到280兆瓦之间，但报告声明，未来有可能超过这个规模。

绿色和平组织（Greenpeace）可再生能源部部长Sven Teske，同时也是该报告的作者之一表示，“太阳能发电站是可再生能源的下一个重头戏。

上世纪90年代，风能产业开始发展；太阳能光电技术五年前兴起；现在聚光型太阳能发电将成为第三个超过十亿的清洁发电产业。

”报告指出，聚光型太阳能发电项目在过去五年中也有所发展，但目标是到2008年底为全球提供436兆瓦的电能。