太陽能塔式發(fā)電

北京西北75公里，延慶縣八達(dá)嶺長城腳下。站在長城上向南遠(yuǎn)眺，一個白色柱狀的“大家伙”聳立在藍(lán)天之下；一側(cè)，上百片碩大的玻璃面板，把太陽光反射到它上面。這個不久前建成的大家伙就是我國、也是亞洲首個太陽能熱發(fā)電站的吸熱塔。2100433B

塔式熱發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有如下3個方面。

1.反射鏡及其自動跟蹤

由于這一發(fā)電方式要求高溫、高壓，對于太陽光的聚焦必須有較大的聚光比，需用千百面反射鏡，并要有合理的布局，使其反射光都能集中到較小的集熱器窗口。反射鏡的反光率應(yīng)在80%~90%以上，自動跟蹤太陽要同步。

2.接收器

也叫太陽能鍋爐。要求體積小，換熱效率高。有垂直空腔型、水平空腔型和外部受光型等類型。

3.蓄熱裝置

應(yīng)選用傳熱和蓄熱性能好的材料作為蓄熱工質(zhì)。選用水汽系統(tǒng)有很多優(yōu)點，因為工業(yè)界和使用者都很熟悉，有大量的工業(yè)設(shè)計和運行經(jīng)驗，附屬設(shè)備也已商品化。但腐蝕問題有不足之處。對于高溫的大容量系統(tǒng)來說，可選用鈉做傳輸工質(zhì)，它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，可在3000KW的熱流密度下工作。

實例

1982年4月，美國在加州南部巴斯托附近的沙漠地區(qū)建成一座稱為“太陽1號”的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的反射鏡陣列，由1818面反射鏡環(huán)包括接收器高達(dá)85.5米的高塔排列組成。1992年裝置經(jīng)過改裝，用于示范熔鹽接收器和蓄熱裝置。以后，又開始建設(shè)“太陽2號”系統(tǒng)，并于1996年并網(wǎng)發(fā)電。以色列Weizmanm科學(xué)研究院正在對此系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。據(jù)悉仍在研究實驗中。

通過水或其他工質(zhì)和裝置將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱為太陽能熱發(fā)電。世界上現(xiàn)有的員有前途的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)大致可分為：槽形拋物面聚焦系統(tǒng)、中央接受器或太陽塔聚焦系統(tǒng)和盤形拋物面聚焦系統(tǒng)。

太陽能發(fā)電廠熱發(fā)電系統(tǒng)

當(dāng)前太陽能熱發(fā)電按照太陽能采集方式可劃分為：太陽能槽式發(fā)電、太陽能碟式發(fā)電、太陽能塔式發(fā)電。

(1)太陽能槽式發(fā)電。

槽式發(fā)電是最早實現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它采用大面積的單軸槽式太陽能追蹤采光板，通過對太陽光的聚焦。把太陽光聚集到安裝在拋物線形反光鏡焦點上的線形接收器上。并加熱流過接收器的熱傳導(dǎo)液．使熱傳導(dǎo)液汽化。同時在能量區(qū)的熱轉(zhuǎn)換設(shè)備中產(chǎn)生高壓、過熱的蒸汽。然后送人常規(guī)的蒸氣渦輪發(fā)電機內(nèi)進(jìn)行發(fā)電。通常接收太陽光的采光板采用模塊化布局，許多采光板通過串并聯(lián)的放置，均勻的分布在南北軸線方向。

(2)太陽能碟式發(fā)電。

碟式發(fā)電是利用太陽能發(fā)電效率最高的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。最高可達(dá)到29．4%。因此它有潛力成為最廉價的利用太陽能發(fā)電的系統(tǒng)。它利用雙軸跟蹤技術(shù)，采用一組反光鏡聚集太陽光，同時利用接收器進(jìn)行有效地?zé)徂D(zhuǎn)變工作．之后利用常規(guī)發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電。通常接收器的接收面被放置于聚光焦點的后面以減小激烈的高溫熔化。碟式發(fā)電系統(tǒng)具有高效率、多功能、可和化石燃料混合發(fā)電等特點。高效率來自于它的低成本和高能量密度。

(3)太陽能塔式發(fā)電。

太陽能塔式發(fā)電又叫做高溫太陽能熱發(fā)電。它利用獨立跟蹤太陽光的定日鏡群把太陽光聚集到塔頂?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換器(接收器)上，通過能量的轉(zhuǎn)換把熱量傳遞給熱傳導(dǎo)液。再由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽帶動蒸汽渦輪發(fā)電機產(chǎn)生電能．同時利用玲卻塔進(jìn)行冷卻再進(jìn)人接收器進(jìn)行循環(huán)發(fā)電。塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)是利用定日鏡來實現(xiàn)對太陽光的反射和聚集，由于塔式發(fā)電系統(tǒng)中定日鏡的數(shù)量眾多．因此可實現(xiàn)大功率的發(fā)電。實際應(yīng)用中可達(dá)到30—400Mw之間。而且接收器的散熱面積相對較小，因而可以得到較高的光電轉(zhuǎn)換效率。同時由于儲能槽的加入，使系統(tǒng)可以一天內(nèi)連續(xù)發(fā)電13小時 。

太陽能發(fā)電廠太陽池發(fā)電

簡單地說，太陽池是一種池內(nèi)水加鹽使對流受到抑制的太陽能集聚工程。它可以兼作太陽集熱器和儲熱器，并且構(gòu)造簡單，操作方便，宜于大規(guī)模開發(fā)，所以近年來得到快速發(fā)展。

太陽池發(fā)電的突出優(yōu)點，一是建造發(fā)電站的成本較低，幾乎無需使用價格昂貴的不銹鋼、玻璃等材料，只需要一處淺水池和發(fā)電設(shè)備即可；二是由于它能夠儲存大量的熱能，再利用池中特定介質(zhì)汽化后相互對流產(chǎn)生的能量推動氣輪機運轉(zhuǎn)發(fā)電，所以對光照的強度要求不高，即便是在夜晚和陰雨雪天也能照常進(jìn)行工作。太陽池的應(yīng)用也有一定的局限性：一是在高緯度地區(qū)，只能水平設(shè)置的太陽池接收的太陽輻射較少；二是在某些有地下流動含水層的地區(qū)，如果太陽池發(fā)生泄露，會造成水泥污染和嚴(yán)重的熱損失；三是大型太陽池只能建造在土壤貧瘠又無礦藏的地區(qū)，以免占用耕地，影響開礦以及引起生態(tài)環(huán)境和地球物理方面的變化。除上述方法外，還有太陽能熱離子發(fā)電、太陽能磁流體熱發(fā)電、太陽能海水溫差發(fā)電等。海水溫差發(fā)電等。

太陽能發(fā)電廠太陽能斯特林發(fā)電

作為碟式系統(tǒng)的拋物面，斯特林系統(tǒng)是由許多鏡子組成的她物面反射鏡組成，接收器在拋物面的焦點上，把收集到的600~2000℃的熱源引到斯特林發(fā)動機內(nèi)，把傳熱工質(zhì)加熱到750℃左右，最后驅(qū)動發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電。又因為太陽能聚光器和斯特林發(fā)動機能非常好的結(jié)合產(chǎn)生電能，其將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的凈效率可達(dá)29.4%，所以所特林循環(huán)在相同的運行溫度范圍內(nèi)是所有太陽能發(fā)電中效率最高的。而像自由活塞式的斯特林發(fā)動機，作為一種外燃的、封閉循環(huán)住復(fù)式熱力發(fā)動機，它的運動部件間沒有機械連接，無須潤滑、密封簡單，被其帶動的微型熱電共生器既生電又生熱。這種技術(shù)有幾個優(yōu)勢，一是能量轉(zhuǎn)換效率高，二是機器非常"安靜”，三是壽命長，四是非常環(huán)保，完全燃燒后只產(chǎn)生很少一點氧氮化物和一氧化碳，內(nèi)燃機在這方面遠(yuǎn)不能與它相比 。