2020年中國太陽能聚焦熱電站報告

老老樹皮 2021-01-17

展開全文

聚焦型太陽能熱發(fā)電(Concentrated solar power，CSP;Concentrated solar thermal)是一個集熱式的太陽能發(fā)電廠的發(fā)電系統(tǒng)。它使用反射鏡或透鏡，利用光學(xué)原理將大面積的陽光匯聚到一個相對細(xì)小的集光區(qū)中，令太陽能集中，在發(fā)電機上的集光區(qū)受太陽光照射而溫度上升，由光熱轉(zhuǎn)換原理令太陽能換化為熱能，熱能通過熱機(通常是蒸汽渦輪發(fā)動機)做功驅(qū)動發(fā)電機，從而產(chǎn)生的電力。

聚焦型太陽能熱發(fā)電(CSP)不要與聚光光伏(CPV)混為一談。聚光光伏(Concentrator Photovoltaics ，CPV)是通過光生伏打效應(yīng)(photovoltaic effect)把聚光的太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。

聚光光伏(Concentrator photovoltaics ，CPV)是一種從陽光中發(fā)電的光伏技術(shù)。與傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)不同，它使用透鏡或曲面鏡將陽光聚焦到小型，高效，多結(jié)(MJ)的太陽能電池上。此外，CPV系統(tǒng)通常使用太陽能跟蹤器，有時還使用冷卻系統(tǒng)以進一步提高效率。正在進行的研究和開發(fā)正在迅速提高其在公用事業(yè)規(guī)模領(lǐng)域和日曬程度較高的領(lǐng)域的競爭力。

CSP聚光技術(shù)存在四個常見的形式，即拋物線槽型，斯特林碟型，聚光線性菲涅爾反射鏡型和太陽能發(fā)電塔型。雖然簡單，這些太陽能集光器距離理論上的集光最大值還很遠(yuǎn)。

⑴ 拋物線槽型(Parabolic trough)。拋物線槽型的聚光鏡是由把反射光集中到焦線的一個接收器的拋物線反射鏡組成。接收器是在拋物面反射鏡的中間正上方的一個管子，并且管子中充滿了的工作流體。反射鏡通過沿單軸在白天跟蹤太陽。在流經(jīng)接收器時，工作流體(例如，熔鹽)被加熱到150～350℃，然后將其用作發(fā)電系統(tǒng)用的熱源。拋物線槽型系統(tǒng)是最發(fā)達(dá)的CSP技術(shù)。

⑵ 斯特林碟型(Stirling dish)。聚光太陽能熱發(fā)電(CSP)-斯特林已知具有在所有太陽能技術(shù)中最高的效率(30%左右，相對于太陽能光伏PV的約15%)，以及被預(yù)測為能生產(chǎn)高規(guī)?；a(chǎn)的所有的可再生能源中最便宜的能量和在炎熱地區(qū)，半沙漠等。蝶式系統(tǒng)利用大型拋物線曲面聚光反射鏡(形狀與衛(wèi)星電視碟相似)，將入射陽光聚集在焦點處，在那里一個接收器捕捉熱量并將其轉(zhuǎn)換成有用的形式。通常是碟與斯特林發(fā)動機被耦合在一個斯特林碟形系統(tǒng)，但有時蒸汽機也被使用。這些產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能，可使用發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。

⑶ 聚光線性菲涅爾反射鏡型(Fresnel reflectors)。菲涅耳反射器是由許多薄的平面鏡條把太陽光集中到管子上，其中管子通過被泵送的工作流體。平面鏡允許在相同的空間中有比一個拋物面反射器量更多的反射面，從而捕獲更多的可用的太陽光，并且它們比拋物面反射器便宜得多。菲涅耳反射器可以用于各種大小的聚光太陽能熱發(fā)電。

⑷ 太陽能發(fā)電塔型(Solar power tower)。塔式太陽能熱發(fā)電是采用大量的定向反射鏡(定日鏡)將太陽光聚集到一個裝在塔頂?shù)闹醒霟峤粨Q器(接受器)上，接受器一般可以收集100MW的輻射功率，產(chǎn)生1100°C的高溫。

太陽能聚焦熱電站最多是美國、西班牙、以色列、南非等國家。