太陽(yáng)能塔式發(fā)電

北京西北75公里，延慶縣八達(dá)嶺長(zhǎng)城腳下。站在長(zhǎng)城上向南遠(yuǎn)眺，一個(gè)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(yáng)光反射到它上面。這個(gè)不久前建成的大家伙就是我國(guó)、也是亞洲首個(gè)太陽(yáng)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(gè)方面。

1.反射鏡及其自動(dòng)跟蹤

由于這一發(fā)電方式要求高溫、高壓，對(duì)于太陽(yáng)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(dòng)跟蹤太陽(yáng)要同步。

2.接收器

也叫太陽(yáng)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(lèi)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(diǎn)，因?yàn)楣I(yè)界和使用者都很熟悉，有大量的工業(yè)設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，附屬設(shè)備也已商品化。但腐蝕問(wèn)題有不足之處。對(duì)于高溫的大容量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(shí)例

1982年4月，美國(guó)在加州南部巴斯托附近的沙漠地區(qū)建成一座稱(chēng)為“太陽(yáng)1號(hào)”的塔式太陽(yáng)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(guò)改裝，用于示范熔鹽接收器和蓄熱裝置。以后，又開(kāi)始建設(shè)“太陽(yáng)2號(hào)”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(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。據(jù)悉仍在研究實(shí)驗(yàn)中。

通過(guò)水或其他工質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱(chēng)為太陽(yáng)能熱發(fā)電。世界上現(xiàn)有的員有前途的太陽(yáng)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(yáng)塔聚焦系統(tǒng)和盤(pán)形拋物面聚焦系統(tǒng)。

太陽(yáng)能發(fā)電廠熱發(fā)電系統(tǒng)

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

(1)太陽(yáng)能槽式發(fā)電。

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

(2)太陽(yáng)能碟式發(fā)電。

碟式發(fā)電是利用太陽(yáng)能發(fā)電效率最高的太陽(yáng)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(jià)的利用太陽(yáng)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(yáng)光，同時(shí)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(jī)進(jìn)行發(fā)電。通常接收器的接收面被放置于聚光焦點(diǎn)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(diǎn)。高效率來(lái)自于它的低成本和高能量密度。

(3)太陽(yáng)能塔式發(fā)電。

太陽(yáng)能塔式發(fā)電又叫做高溫太陽(yáng)能熱發(fā)電。它利用獨(dú)立跟蹤太陽(yáng)光的定日鏡群把太陽(yáng)光聚集到塔頂?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換器(接收器)上，通過(guò)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(dòng)蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能．同時(shí)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是利用定日鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)大功率的發(fā)電。實(shí)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(duì)較小，因而可以得到較高的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)由于儲(chǔ)能槽的加入，使系統(tǒng)可以一天內(nèi)連續(xù)發(fā)電13小時(shí) 。

太陽(yáng)能發(fā)電廠太陽(yáng)池發(fā)電

簡(jiǎn)單地說(shuō)，太陽(yáng)池是一種池內(nèi)水加鹽使對(duì)流受到抑制的太陽(yáng)能集聚工程。它可以兼作太陽(yáng)集熱器和儲(chǔ)熱器，并且構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便，宜于大規(guī)模開(kāi)發(fā)，所以近年來(lái)得到快速發(fā)展。

太陽(yáng)池發(fā)電的突出優(yōu)點(diǎn)，一是建造發(fā)電站的成本較低，幾乎無(wú)需使用價(jià)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(chǔ)存大量的熱能，再利用池中特定介質(zhì)汽化后相互對(duì)流產(chǎn)生的能量推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，所以對(duì)光照的強(qiáng)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(yáng)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(yáng)池接收的太陽(yáng)輻射較少；二是在某些有地下流動(dòng)含水層的地區(qū)，如果太陽(yáng)池發(fā)生泄露，會(huì)造成水泥污染和嚴(yán)重的熱損失；三是大型太陽(yáng)池只能建造在土壤貧瘠又無(wú)礦藏的地區(qū)，以免占用耕地，影響開(kāi)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(yáng)能熱離子發(fā)電、太陽(yáng)能磁流體熱發(fā)電、太陽(yáng)能海水溫差發(fā)電等。海水溫差發(fā)電等。

太陽(yáng)能發(fā)電廠太陽(yáng)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(diǎn)上，把收集到的600~2000℃的熱源引到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，把傳熱工質(zhì)加熱到750℃左右，最后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。又因?yàn)樘?yáng)能聚光器和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)能非常好的結(jié)合產(chǎn)生電能，其將太陽(yáng)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(yùn)行溫度范圍內(nèi)是所有太陽(yáng)能發(fā)電中效率最高的。而像自由活塞式的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，作為一種外燃的、封閉循環(huán)住復(fù)式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，它的運(yùn)動(dòng)部件間沒(méi)有機(jī)械連接，無(wú)須潤(rùn)滑、密封簡(jiǎn)單，被其帶動(dòng)的微型熱電共生器既生電又生熱。這種技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，一是能量轉(zhuǎn)換效率高，二是機(jī)器非常"安靜”，三是壽命長(zhǎng)，四是非常環(huán)保，完全燃燒后只產(chǎn)生很少一點(diǎn)氧氮化物和一氧化碳，內(nèi)燃機(jī)在這方面遠(yuǎn)不能與它相比 。