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太阳能光热发电
发布时间:2020-08-25
太阳能光热发电是采用太阳能作为输入能源,聚光器将低密度的太阳能转换成高密度的能量,经由传热介质将太阳能转化为热能,通过热力循环做功,实现“光-热-功”转化过程,进而发电转换为电能。一、太阳能光热发电系统根据太阳能光热发电系统聚光系统所采用的聚焦方式,

【来源于:中能建山西电力勘测设计院】

太阳能光热发电是采用太阳能作为输入能源,聚光器将低密度的太阳能转换成高密度的能量,经由传热介质将太阳能转化为热能,通过热力循环做功,实现“光-热-功”转化过程,进而发电转换为电能。

一、太阳能光热发电系统

根据太阳能光热发电系统聚光系统所采用的聚焦方式,分为线聚焦和点聚焦两种。线聚焦又分为槽式和菲涅耳式两种,点聚焦分为塔式和碟式两种。由于聚光系统是太阳能热发电站的主要特点,因而人们通常称为槽式、菲涅耳式、塔式和碟式太阳能热发电4种方式。

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1.塔式发电系统

塔式系统具有热传递路程短、热损耗小、聚光比和温度较高等优点,但塔式系统必须规模化利用,占地要求高,单次投资较大,采用双轴跟踪系统,镜场的控制系统较为复杂。

2.槽式发电系统

槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统,是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列,加热工质,产生过热蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。

3.碟式系统

碟式系统的聚光比非常高,从几百至上千都可达到,聚焦温度甚至可以达到1000℃以上,效率较高,对于地面坡度要求也更为灵活。但成本上还缺少优势,技术上也有待于完善。碟式系统较适用于边远地区独立电站。可以单台使用或多台并联使用,适宜小规模发电。

4.菲涅尔式发电系统

菲涅尔式发电系统的工作原理类似槽式光热发电,只是采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜。这使得它的成本相对来说低廉,但效率也相应降低。

多种技术共同发展槽式光热发电技术运行年限较久,积累了丰富的经验;塔式光热发电技术具有较高的运行效率,部分项目已经开始运行;菲涅尔式光热发电技术数量较小,目前部分性能正在试验。光热发电项目建设应结合光照条件、电网灵活性要求、地理环境等多种因素进行技术选择。

二、太阳能光热发电优势

1)电能质量优良,可直接无障碍并网。

2)配备储能系统,调峰能力好,实现连续发电。

3)清洁无污染,减少碳排放。

4)规模效应下成本优势突出。

三、光热发电与光伏发电的区别

太阳能光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,与传统发电方式和现有电网的匹配性更好,可直接上网。太阳能光伏发电是利用太阳能电池技术,光能直接就转变为电能,产生直流电,通过逆变器转换为交流电后上网。

两者之间最为重要的差别,在于能量储存方式上的差异。由于光伏发电是由光能直接转换为电能,因此其多余的能量只能采用电池储存,其技术难度和造价远比太阳能光热发电中,仅需储热要大得多。因此,易于对多余的能量进行储存,以实现连续稳定的发电和调峰发电,是太阳能热发电相对于光伏发电的一个最为重要和明显的优势。

太阳能光热和太阳能光伏都有各自的优势和发展前景,二者没有直接冲突。在太阳能发电发展比较好的地方应该既有光热发电系统,又有光伏发电系统,因此两者长期来看是互补关系。

四、发展前景

近年来,国家不断发布太阳能光热利用相关支持政策,并将太阳能光热产业列入国家七大战略性新兴产业之一,为加快太阳能光热的研究与开发,国内成立了国家太阳能光热产业技术创新战略联盟,充分利用研究机构以及国内龙头企业的技术优势,开展产学研合作,发展太阳能光热产业。

太阳能光热发电既能作为电源,提供清洁电力,同时其储能优势也能够助力电网调峰,促进消纳。因此,太阳能光热发电未来将在我国绿色电源发展中占据一席之地。


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