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浅谈太阳能光热发电系统技术及应用


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 浅谈太阳能光热发电系统技术及应用 作者:王御风 来源:《城市建设理论研究》2013 年第 33 期 【摘要】进入 21 世纪以后,全球对太阳能光热发电系统技术的研究越来越深入,应用也 更加广泛。本文介绍了太阳能光热发系统技术,分析了几种太阳能光热发电系统的应用现状, 最后,对太阳能光热发电系统技术的发展趋势进行了预测

。 【关键词】太阳能;光热发电系统;技术;应用 中图分类号:TK511 文献标识码: A 前言 目前,世界各国开始慢慢重视太阳能光热发电系统技术的应用,但是,技术水平还有待于 提高,太阳能的利用效能也有待于提高。所以,研究太阳能光热发电系统技术还非常有必要。 1 太阳能光热发电系统技术 1.1 太阳能发电系统分类 目前,较为成熟的太阳能发电技术是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光热发电 技术又分为塔式太阳能光热发电、槽式太阳能光热发电和碟式太阳能光热发电。目前槽式和塔 式太阳能光热发电站实现了商业化示范运行,而碟式发电系统仍处于示范阶段。 1.2 槽式太阳能光热发电系统 利用槽式抛物面聚光器聚光的太阳能光热发电系统简称分散型系统。 该系统一般由聚光集热装置、蓄热装置、热机发电装置和辅助能源装置(如锅炉)等组成 (图 1)。槽式抛物面将太阳光聚在一条线上,在这条焦线上安装管状集热器,以吸收聚焦的 太阳辐射能,常将众多的槽式聚光器串并联成聚光集热器阵列。槽式聚光器对太阳辐射进行一 维跟踪。 图 1 为 90 年代投产的 SEGSI 电站太阳能光热发电系统示意图,该系统采用双回路设计, 集热油回路和动力蒸汽回路分离,经过一系列换热器交换热量,利用导热油作为 集热介质,293℃ 的低温导热油从储油罐中泵入槽式太阳能集热场,被加热到 391℃ ,然后 依次通过再热器、过热器、蒸发器、预热器等,将收集到的太阳热能交换给动力回路中的蒸 汽,产生 10.4MPa/370℃ 的过热蒸汽,进入汽轮机中做功。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 当太阳能供应不足时,利用辅助加热器(天然气)加热导热油,从而实现系统的稳定、连 续运行。由于槽式聚光器的几何聚光比低及集热温度不高,使得抛物槽式太阳能光热发电系统 中动力子系统的热转功效率偏低,通常在 35%左右。因此,单纯的抛物槽式太阳能光热发电系 统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大。 1.3 塔式太阳能光热发电系统 塔式太阳能光热发电系统也称为集中式太阳能光热发电,利用定日镜将太阳光聚焦在中心 吸热塔的吸热器上,聚焦的辐射能转变成热能,然后传递给热力循环的工质,再驱动汽轮机做 功发电。塔式太阳能光热发电系统(图 2)主要分熔盐系统、空气系统和水/蒸汽系统。无论采 用哪种工质,系统的蓄热至关重要。由于太阳能的间隙性,必须由蓄热器提供足够的热能来补 充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足,否则发电系统将无法正常工作。 (1)塔式水/蒸汽系统。水/蒸汽系统以水为传热介质。 在这类系统中,过冷水经泵增压后被送到塔顶吸热器,在吸热器中蒸发并过热后被送至地 面,驱动汽轮机做功发电。 图 2 为美国 SolarOne 试验电站示意图。SolarOne 的吸热器是一个外圆柱式吸热器,由 24 块管板组成,每块管板有 70 根吸热管。整个吸热器实际上就是一个将水直接加热到过热蒸汽 的“太阳能锅炉”。吸热器出口的蒸汽参数为 516℃ 、10.1MPa,直接用于驱动汽轮机。 过热蒸汽也可以送入一个“油-沙石”蓄热系统进行能量的存储

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