太阳能热发电基本原理是什么_太阳能热发电基本原理

太阳能热发电概述太阳能热发电是利用太阳能聚光器将太阳辐射能通过各种方式转化为热能,再转化为电能的一种技术形式。

太阳能热发电包括聚光太阳能热发电(CSP)、太阳能半导体热电发电、太阳能烟囱发电、太阳能池发电和太阳能热声发电。

聚光太阳能热发电(CSP)是一种已经商业化并大规模应用的技术形式。

CSP是通过“光-热-功”的转换过程进行发电的一种技术形式,原理上类似于传统的化石燃料电站。两者最大的区别就是输入能量不同。太阳能热发电利用太阳能:聚光器将低密度的太阳能转化为高密度的能量,通过传热介质转化为热能,通过热循环做功,实现向电能的转化。

太阳能热发电的基本原理太阳能热发电的原理是太阳光通过反射镜聚集到太阳能集热装置上,利用太阳能加热集热装置中的传热介质进行太阳能热发电的原理是太阳光通过反射镜聚集到太阳能集热装置上,集热装置中的传热介质(液体或气体)被太阳能加热,然后水被加热形成蒸汽驱动或直接驱动发电机发电。光热发电有槽式、塔式、碟式三种系统。

插槽类型

1、点聚焦技术:定日镜自动跟踪太阳,聚焦的太阳光反射到塔顶吸热器。吸热器加热管内的传热介质将太阳能转化为热能,然后通过热循环实现发电。

2、浓度比为300-1000。系统的综合效率较高。

3、吸热器类型:水/蒸汽、熔盐、空气等。在商业化初期,通常采用水/蒸汽作为工作介质(主要考虑技术风险较小,结构相对简单)。

4、传热介质的工作温度范围为250~1200C,可采用汽轮机或燃气轮机。

塔式

1、线聚焦技术:利用抛物面槽式反射镜将太阳光聚焦在位于焦线上的吸热管上,加热管内的传热工质(油或水),然后通过换热器产生蒸汽,带动汽轮发电机组发电。

2、聚光比在70-80之间;系统综合效率低。

3、吸热器内的工作介质:合成油、水等。介质的当前工作温度通常低于400.

4、美国的354MWSEGS电站建于20世纪80年代,已经运行了20多年。

菜肴类型

1、点聚焦技术:利用旋转抛物面镜将入射太阳光聚焦在镜面焦点上,可放置太阳能吸热器吸收热能加热工质驱动涡轮发电机组发电,也可放置太阳能斯特林发电机或大功率聚光光伏(CPV)直接发电。

2、聚光比1000-3000;系统效率

3、单机规模小,非常适合分布式发电。今年1月,世界首个商用碟式斯特林系统在美国投入运行,总容量1.5MW,由60个单机25kW系统组成。

4、截至2010年10月,加州共批准1372.5MW碟式斯特林电站项目。

太阳能热发电的特点太阳能的利用方式有两种:一种是通过光伏电池将太阳辐射转化为电能,常见的方式是太阳能电池;另一种太阳能集热器是将太阳辐射转化为热能,最简单的就是家里用的屋顶热水器。

目前,利用太阳热能发电已经成为全球风险投资的重点领域。它的原理是通过聚光装置将太阳光线聚集在装有某种液体的管道或容器上。在太阳热能的帮助下,液体被加热到一定的温度,基因

因为太阳能热发电需要足够的太阳直接辐射来维持一定的发电能力,所以沙漠是最理想的建厂地点。与传统电厂相比,太阳能热电厂有两大优势:整个发电过程清洁,无碳排放;太阳能的使用没有任何燃料成本。

太阳能热发电的另一个特点是其热能储存成本远低于电池储存。例如,一个普通的热水瓶可以储存与笔记本电脑电池一样多的能量,但显然电池的成本要高得多。能够储存太阳热能意味着太阳能热电厂可以克服传统电厂可能中断发电的缺点。

然而,价格成为推广太阳能热发电的主要障碍。例如,在美国西南部,在考虑联邦税收优惠后,太阳能热电厂的电价约为每千瓦时13美分至17美分。美国能源部制定了一个目标,到2015年将太阳能热发电的电价降至每千瓦时7美分至10美分,到2020年进一步降至每千瓦时5美分至7美分,使太阳能热发电能够与燃煤发电等传统发电方式竞争。

太阳能热发电实验电站一例

经过6年的科研建设,亚洲第一座实验太阳能热电站————八达岭实验太阳能热电站——中国第一座、亚洲最大的塔式太阳能热电站在延庆建成,并于2012年8月成功发电。这也使中国成为继美国、西班牙、以色列之后,世界上第四个掌握太阳能热发电技术的国家。

作为国家“863”计划的重点项目,整个工程于2006年底开工,实验电站于2009年7月破土动工。因为国内没有先例,所以项目一开始就没有技术参数和设计规范。仅定日镜的设计就花了四代人的研究才最终确定下来。

实验电站位于八达岭镇大福坨村。火力发电实验基地占地208亩,包括119米高的集热塔和100个定日镜,总面积10000平方米。集热塔正式建成后,原本放在钢塔上的吸热器成功安装在集热塔顶,正式投入使用。

2013年6月,该电站发电量可并入国家电网。下半年,电站还将开始建设1兆瓦槽式火力发电系统,投入使用后将进一步增加发电量。