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1、.幻灯片 1太阳能热发电种类错误 !未找到引用源。错误 !未找到引用源。幻灯片 36.3碟式太阳能热发电系统碟式太阳能热发电系统是利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳聚焦到一个焦点。碟式系统的太阳能接收器也不固定，随着碟形反射镜跟踪太阳的运动而运动，克服了塔式系统较大余弦效应的损失问题，光热转换效率大大提高碟式接收器将太阳聚焦于旋转抛物面的焦点上， 而槽式接收器则将太阳聚焦于圆柱抛物面的焦线上 ，因此碟式接收器可以产生高温。幻灯片 4.幻灯片 5.幻灯片 6系统特性高聚光比： 500-2000聚光表面温度： 1000-1300 效率高： 28-30%面积不可能太大，因此功率150kW 。太阳能利用
2、效率高：国外文献报道：该系统可将85.6kW 的辐射能转化成26.75kW 的.电能，最高效率31.25%发电规模灵活，安装简便，不需用水沙漠等缺水区域可用。幻灯片 7系统组成碟式抛物面太阳能聚光器碟式太阳能集热器斯特林发动机发动机及电输出系统幻灯片 8碟式抛物面太阳能聚光器小聚光镜组合式结构简单，造价低间隙，面积利用率低镜面张膜式结构简单，造价低聚光镜拼接式面积利用率高，精度高幻灯片 9碟式太阳能集热器间接式集热器相变换热，碱金属（钠、钾，钠钾合金等）热量传递快、容量大，温度恒定相变式、热管式、混合式直接式集热器温度分布极不均匀发电不稳定，不均匀幻灯片 10斯特林发动机（引擎）Stirlin
3、g Engine苏格兰牧师、物理学家、热力学家Robert Stirling1816 年，申请专利。热机、外燃机理论效率最大效率，卡诺循环效率.幻灯片 11幻灯片 12幻灯片 13斯特林机 -型斯特林机：两个独立动力活塞，热活塞密封，精密加工 - 型斯特林机：隔离活塞，直线型气缸，斯特林申请专利机型，工艺易实现，最适用机型 - 型斯特林机：与类似，但动力活塞和隔离块分开，也是最适用机型.幻灯片 14.幻灯片 15.幻灯片 16幻灯片 17碟式热发电系统的优点光热转换效率高达85%左右，在三类系统中位居首位；使用灵活，既可以作分布式系统单独供电，也可以并网发电。气动阻力低、 发射质量小， 因此近
4、年来研发主要集中于具有更小单位功率质量比的空间电源应用领域，今后的研究方向主要是提高系统的稳定性和降低系统发电成本两个方面。幻灯片 18碟式系统的缺点1）造价昂贵，在三种系统中也是位居首位，目前碟式热发电系统的初投资成本高达4.7 6.4 万元 /kW；（ 2）尽管碟式系统的聚光比非常高，可以达到2000 的高温，但是对于目前的热发电.技术而言， 如此高的温度并不需要甚至是具有破坏性的。所以，碟式系统的接收器一般并不放在焦点上，而是根据性能指标要求适当地放在较低的温度区内，这样高聚光度的优点实际上并不能得到充分的发挥；（ 3）热储存困难，热熔盐储热技术危险性大而且造价高。幻灯片 196.4槽式
5、太阳能热发电系统幻灯片 206.4.1槽式太阳能热发电系统组成槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦到集热器，加热传热工质， 在换热器内产生蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电的太阳能热发电系统简称槽式太阳能热发电系统， 也称分散型太阳能热发电系统。聚光集热器分散布置，并联或串联后将工作介质汇集到一起4 部分组成；聚光集热装置：辅助能源装置：蓄热装置：汽轮发电装置：.幻灯片 21太阳能热发电原理.聚光集热子系统热 - 功 - 电转换子系统蓄热子系统幻灯片 22.白天工作模式1 直接发电聚光集热子系统热 - 功 - 电转换子系统蓄热子系统幻灯片 23.错误 !未找到引用源。.错误 !未找到引用源。.幻灯片266
6、.4.3特点槽形抛物面镜集热器线聚焦集热器，聚光低， 吸收器散热面积大，介质温度一般不超过 400 ，属于中温系统集热器安装于地面上，安装和维护方便，各类集热器可同步跟踪，降低控制成本。缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，使得输热管路复杂，热损失和阻力较大。幻灯片 276.4.4槽式太阳能发电系统发展现状20 世纪 70 年代末，美国、西欧、以色列和日本做了大量研发工作，取得了较大进展。20 世纪 80 年代初期，以色列和美国联合组建了鲁兹（LUZ ）太阳能热发电国际有限公司。从成立开始，该公司就集中力量研究开发槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统。5 年后实现产品化，可生产14-80MW的系列发电
7、装置19851991 期间在美国建成了9 座大型商用热发电系统，总装机容量354MW ，并网运行，年发电10.8 亿度，至今仍在运行幻灯片 28.导热油为介质，水蒸气工作无蓄热装置天然气补燃幻灯片 29随着技术的完善，效率提高，建造费用下降，发电成本下降效率： 11.5% 13.6%建造费用： 5976 3011 美元 /千瓦发电成本： 26.3 美分 12 美分 /度雄心勃勃，计划到2000 年总装机容量800MW ，发电成本降低到5-6 美分 /度，但最后破产。 90-91 年石油价格下跌，经费减少幻灯片 30西班牙和日本等国的示范工程也取得很好的结果西班牙南部阿尔梅里亚建设了2 台 50
8、0KW 的太阳能发电系统，164 台聚光镜，总集热面积 5362m2，油为集热和蓄热介质，汽轮机进口温度285，建设费用2800 万马克。日本 1981 年在四国香川县海边建设了2 台 1000KW 的发电站， 100 块平面反射镜把太阳光反射到5 台槽式抛物镜面上进行集热，集热介质为水-水蒸气，汽轮机进口温度346，压力14X105Pa。建设费用50 亿日元由于当地日照条件差，利用率低，在取得.试验数据后，1984 年停止运行。幻灯片 31美国太阳能1 号电站内华达州南部的克拉克镇当地辐射值2606kwh/m2 a75MW1999 年前期工作，2006 年 2 月开工建设，2007 年 6
9、月投产。导热油蓄热，0.5 小时蓄热， 1700t 导热油。年发电 1.34 亿度，投资2.66 亿美元幻灯片 32西班牙 Andasol 1号和 2 号西班牙南部，辐射2136,50MWx22006 年 3 月建设， 2008 年 11 月和 2009 年投产上网电价 27 欧分。熔融盐蓄热，7.5 小时蓄热量三介质，导热油，熔融盐，水蒸气换热效率，导热油最高400，难以发挥熔融盐高温的优势。幻灯片 33意大利阿基米德电站意大利西西里岛，5MW熔融盐蓄热两介质：熔融盐-水蒸气真空管入口出口温度：290、 550电站效率 15.6%诺贝尔奖，意大利物理学家鲁比亚主导。幻灯片 34菲涅尔式太阳能
10、发电系统.菲涅尔反射，线聚焦结构简单，传动结构易于操作。美国加州 5MW 示范，世界上第一个菲涅尔聚焦电站，水蒸气介质，温度450。西班牙 1.4MW 示范，二期项目30MW皇明， 2.5MW 示范，钢管镀膜。工业利用和供热。幻灯片 35.幻灯片 36计划正在建设的槽式太阳能发电站.幻灯片37.幻灯片 38幻灯片 39幻灯片 40幻灯片 41幻灯片 42幻灯片 43幻灯片 44幻灯片 45幻灯片 46幻灯片 476.5 塔式太阳能热发电系统构成也称集中型系统，是在空旷平地上建立高大的塔，塔顶安装固定一个接收器（相当于锅炉），塔的周围安置大量的大型反射镜（称为定日镜），每台配有各自的跟踪机构，.
11、将太阳光聚集并反射到塔顶的接收器上产生高温， 接收器内生成的高温蒸汽推动汽轮机来发电。整个系统出4 部分构成：聚光装置：集热装置：蓄热装置：汽轮发电装置：幻灯片 48特点高聚光比： 200-1000高温：聚光比1000 时，接收器中心温度1200。集中布置，可实现规模化。介质温度和压力高，提高发电效率。蓄热后可实现连续发电。幻灯片 496.5.1塔式太阳能发电系统关键设备反射镜要求高温高压， 因此须要较大的聚光比， 需要大量发射镜，且有合理的布局，反射率应大于 80%，自动跟踪太阳要同步。接收器太阳能锅炉，要求体积小、换热效率高。蓄热装置选用传热和蓄热性能好的材料作为蓄热工质， 一般选用水汽系
12、统， 对于高温大容量系统可选钠作为热传输介质。幻灯片 50幻灯片 51幻灯片 526.5.2塔式太阳能热发电系统研究进展1950 年，原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型试验装置。20 世纪 80 年代世界上建成的塔式太阳能热发电系统集中于美国、西班牙、日本、前苏联等国家，基本上都是试验电站，目的是为大型商业电站的建设提供技术和经济依据。日本和法国电站由于日照条件较差，运行两三年取得经验后停运西班牙、欧共体的电站进行了长期的试验研究美国的太阳1 号和太阳 2 号是性能发挥最好的电站。幻灯片 531982 年 4 月，美国加州南部沙漠地区建成“太阳1 号”塔式系统发电功率 10MW
13、，水汽系统由 1818 面反射镜和高85.5 米的高塔组成.后来建设“太阳 2 号”系统，并与 1996 年并网发电。近年来，以色列科学研究院对此系统进行了改进。2009 年世界上最大的塔式太阳能发电系统在西班牙建成，20MW幻灯片 54西班牙 PS10 电站2005 年开工建设， 2007 年运行容量 11MW造价 3500 欧元 /KW镜场面积 7.5 万平方米，定日镜624 面，每面面积120 平方米。塔高115 米。吸热器面积5.4X12 米介质为水 / 水蒸气，压力4.5MPa，温度 300设计效率 21% ，实际效率13.41%水蓄热， 50min 。备用：燃气补燃，掺烧比12-1
14、5%幻灯片 55西班牙 PS20 电站2009 年投产，当时世界最大的塔式电站容量 20MW镜场面积 15 万平方米。塔高165 米。热效率提高10%设计较为保守。蓄热方式为热水蓄热。高压热水变压气化，产生饱和蒸汽的方式。美国 Solar 2 号电站提高了蒸汽参数，16.5MPa， 550。幻灯片 56熔融盐为介质的塔式电站Gemasolar 太阳能塔式电站，西班牙南部19.9MW40%硝酸钾， 60%硝酸钠288 565设计蓄热 15 小时565条件下，每天温降低于1-2幻灯片 57空气为介质的塔式电站德国示范电站1.5MW，法国 2MW吸热器：多孔陶瓷，抽吸周边空气，带走陶瓷热量，空气加热
15、至700。加热后的空气进入锅炉炉膛，加热水变为水蒸气。2005 年河海大学与以色列合作研究，70KW 塔式电站，空气介质，温度1000。幻灯片 58塔式吸热器.与锅炉类似以水为介质的吸热器均有汽包，吸热段分为未饱和水、两相流、和过热蒸汽段。以熔融盐为介质的吸热器均为液相换热过程。幻灯片 59吸热器热损失：辐射损失、对流损失、传导损失吸热器黑色，辐射后白色辐射温度超过1200，没有耐高温透光材料，吸热器敞开布置。对流损失大。幻灯片 60世界最大塔式太阳能发电装置幻灯片 61ISEGS 太阳能发电厂幻灯片 62NRG能源公司占一半股权BrightSource 和 Google 公司持有另一半股权.
16、幻灯片 63环保争议美国鱼类和野生动物组织担心电厂产生的高热会杀死金雕和其他受保护动物物种太阳能厂的建地为沙漠陆龟（desert tortoise）的栖息地，传兴建工程之初已造成600 只陆龟死亡，导致兴建工程一度停摆， Google 与 BrightSource 能源公司请来十多位生物学家、耗资巨额金钱协助陆龟迁移到附近的栖息地。死亡射线耗资 22 亿美元的“烧鸟项目”幻灯片 64.幻灯片 65太阳能烟囱发电在一大片圆形土地上盖满玻璃，圆中心建一高大的烟囱，烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走，驱动风力透平机发电。1983 年，西班牙建成一座太阳热气流（即太阳
17、烟囱）发电站，发电功率50kW ，用于进行探索性试验研究。幻灯片 66.幻灯片67.太阳能烟囱发电示意图幻灯片 68.幻灯片 69西班牙试验装置西班牙曼札纳市，一个100kw 的实验性电站从1981 年已经开始运行。这座实验性电站的烟囱高 200m，烟囱直径为103m；集热棚的半径为126m，其边缘处与地面的间隙约2m，其中间处距地面8m。昼夜不停。白天涡轮机转速为1500r min，产生 100kw 的电量。晚上集热棚下的地面把白天吸收的热释放出来，推动涡轮机以1000r min 的速度运行，发电量为40kw 。幻灯片 70澳大利亚拟在新南威尔士州建造一座目前世界上最大的太阳能热力发电站烟囱式发电站 ,发电容量高达200MW.为达到此额定装机容量,电站需用一个直径7km 的太阳能集热棚 ,并建 1000m 高的烟囱 ,占地达 38km2,将成为澳大利亚乃至世界上最高的建筑物.幻灯片 71太阳能热发电前景幻灯片 72与光伏发电比较：热发电可担当基础电力负荷电力品质好、上网价格较低.错误 !未指定书签。.