槽式太陽能發(fā)電機(jī)

在利用太陽能發(fā)電方面，槽式太陽能發(fā)電機(jī)是迄今為止世界上唯一經(jīng)過20年商業(yè)化運(yùn)行的成熟技術(shù)，其造價(jià)遠(yuǎn)低于光伏發(fā)電。它的儲能系統(tǒng)或者燃燒系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)行，度電成本也很有競爭力。目前，歐洲和美國正在建設(shè)一批改進(jìn)的槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其性能更加優(yōu)越。

槽式太陽能發(fā)電機(jī)是通過拋物面槽式聚光鏡面將太陽光匯聚在焦線上，在焦線上安裝管狀集熱器，以吸收聚焦后的太陽輻射能。管內(nèi)的流體被加熱后，流經(jīng)換熱器加熱水產(chǎn)生蒸汽，借助于蒸汽動力循環(huán)來發(fā)電。該裝置從早到晚由西向東跟蹤太陽連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，集熱器軸線與焦線平行呈南北向布置，這是一種一維跟蹤太陽的模式，跟蹤簡易，且光學(xué)效率較高。聚光比在30―80之間，度范圍可達(dá)400℃。

上世紀(jì)80年代，美國Luz公司在加州莫哈韋沙漠陸續(xù)建成了9座槽式聚光熱發(fā)電站(SEGS)，總裝機(jī)容量為354兆瓦，年發(fā)電總量10.8億千瓦時(shí)，發(fā)出的電力可供50萬人使用。管狀集熱器內(nèi)工作介質(zhì)為導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油通過換熱器可以產(chǎn)生390℃的過熱蒸汽以驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，系統(tǒng)效率由起初的11.5%提高到13.6%。每千瓦電能裝機(jī)容量的投資己由6000美元降至2000多美元;電費(fèi)由每度24美分降至7.5美分―8.5美分。

自1984年以來，Luz公司先后開發(fā)了14兆瓦、30兆瓦和80兆瓦多種系統(tǒng)，由太陽輻射能至電能的最高瞬時(shí)效率為24%，年平均效率最高為15%。由于太陽能是隨機(jī)的，在工作介質(zhì)的回路中增設(shè)一個(gè)使用常規(guī)燃料(通常為天然氣)的輔助鍋爐，以備急需。

槽式太陽能發(fā)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):

第一，安裝維修比較方便;

第二，多聚光器集熱器可以同步跟蹤，故跟蹤控制代價(jià)大為降低;

第三，吸收器為管狀，使得工作介質(zhì)加熱流動的同時(shí)，也是能量集中的過程，故其總體代價(jià)相對最小，經(jīng)濟(jì)效益最高，這正是該系統(tǒng)最先在世界上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的原因所在。

目前，直接產(chǎn)生高高壓水蒸汽的新型吸收管業(yè)已研制成功，可以取消傳熱油的回路，從而降低系統(tǒng)和運(yùn)行的成本，增加運(yùn)行的安全性。

掌握槽式太陽熱發(fā)電先進(jìn)技術(shù)的國外企業(yè)主要分布在美國、以色列和德國。集熱管(HCE)是該系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。目前，全世界僅有以色列的Solel公司和德國的Schott公司可以制造并提供。每個(gè)集熱器單元長度12米，縱向由7塊拋物形玻璃鏡面組成，橫向由4塊玻璃鏡面組成。玻璃鏡面對稱布置，總共28塊。集熱器組件SKAL―ET150由位于中部的驅(qū)動裝置來驅(qū)動。

中國光伏標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員、中國科學(xué)院電工研究所高級工程師馬勝紅說，在我國太陽能資源每年每平方米超過1900千瓦時(shí)的地區(qū)，建立30兆瓦―100兆瓦的槽式聚光熱發(fā)電站，前景將十分廣闊。