太陽能光熱發電技術研究綜述

  摘要:太陽能是一種清潔的可再生能源,充分利用太陽能進行發電發熱是我國能源企業正在研究和使用的有效方式,這種方式有助于提高太陽能的利用率,有助于減少不必要的自然環境污染和破壞,有助于新能源的開拓,是我國逐步實現節能減排的有效體現,也符合我國低碳經濟的發展要求,歐美一些發達國家已經開始關注具有更高能源利用率的太陽能光熱發電技術,并相繼建立了不同型式的示范裝置。本文首先對太陽能光熱發電系統進行了介紹,分析了國內外太陽能發電的現狀,指出了太陽能發電的技術發展趨勢和研究方向 。

  關鍵詞:太陽能;光熱發電;發電技術

  引言

  目前,我國由于工業規模擴大和粗放經營導致了嚴重環境污染和破壞, 因此開發清潔能源是有效解決這一問題的重要途徑,目前,世界各國紛紛將目光投向太陽能的開發和應用,這也是全球經濟的低碳化發展方向。太陽能作為一種清潔的可再生能源,是未來的理想能源之一,是人類最可靠、最安全、最綠色、最持久的替代能源。目前太陽能光伏發電被炒得如火如荼,而太陽能光熱發電技術卻少為人知,在太陽能光伏發電遭遇瓶頸的今天,太陽能光熱發電逐漸被人們重視起來。

  一、太陽能光熱發電系統簡介

  1、太陽能發電系統的分類

  目前,太陽能發電技術分為兩種,一種是太陽能光伏發電,一種就是本文提到的太陽能光熱發電。太陽能光熱發電技術又分為槽式太陽能光熱發電、塔式太陽能光熱發電、碟式太陽能光熱發電。目前槽式和塔式太陽能光熱發電技術已經投入使用,但是碟式發電系統還處于實驗和示范狀態。

  2、槽式太陽能光熱發電系統簡介

  這種太陽能光熱發電系統主要是利用槽式拋物面聚光器聚光的太陽能產生的熱量進行發電,是一種分散型系統。這一系統的機構由聚光集熱裝置、蓄熱裝置、熱機發電裝置和輔助能源裝置構成。槽式拋物面將太陽光線聚集在一條線上,并在這條線上的重要位置安裝集熱器,進而吸收太陽的能量,之后將眾多的槽式聚光器串聯或并聯形成集熱器的排列結構。

  一般太陽能發電系統采用的是雙回路的設計,集熱油的回路與動力蒸汽的回路是分開的,通過換熱器交換熱量,使用導熱油作為熱,低溫的導熱油從油罐泵進入槽式太陽能集熱場,被加熱到391℃,之后經過再熱器、過熱器、蒸發器、預熱器四個裝置,將收集的能量交換給動力回路中的蒸汽,進而產生熱量極高的蒸汽,進入汽輪機中做功,然后產生電能。

  如果太陽能供應不足,這時就可以利用輔助加熱器,如鍋爐進行加熱, 提高導熱油的熱量,進而實現該系統的正常運行,保證該系統連續作業,持續的產生電能。因為槽式聚光器的集熱溫度不高,使得槽式太陽能光熱發電系統中動力系統的熱能轉化為功的效率不高,一般不到40%,因此, 單純依靠拋物槽式太陽能光熱發電成本較高。

  3、塔式太陽能光熱發電系統

  塔式太陽能光熱發電系統是一種集中式發電系統,主要利用定日鏡將太陽光聚焦在中心的吸熱器上,太陽的輻射能量會轉變為熱能,之后傳遞給熱力循環工質,驅動汽輪做功進而實現發電。這一太陽能發電系統可以分為熔鹽系統、空氣系統和水/蒸汽系統。系統蓄熱是十分重要的內容,由于太陽能存在一定的間隙性,因此,蓄熱器一定要在太陽能缺乏時補充熱能,進而保證發電系統的正常運行。這里介紹兩種塔式太陽能光熱發電系統。

  3.1塔式熔鹽系統

  熔鹽系統主要是利用硝酸鹽為工作介質進行熱量傳遞,塔式熔鹽系統的低溫側一般控制在290℃左右,高溫側達到565℃。低溫熔鹽經過泵被輸送到塔頂的熔鹽吸熱器,吸熱器在熱流密度為430KW/㎡的高輻射下將熱量傳遞給熔鹽。熔鹽吸收熱能以后溫度逐漸升高,一直升至565℃,然后經過管道輸送到高溫熔鹽罐,高溫熔鹽被輸送到蒸汽發生器,產生高溫蒸汽,進而推動及其做功發電。

  3.2塔式水、蒸汽系統

  水、蒸汽系統主要將水作為導熱的載體,在這種發電系統中,冷水被加壓后輸送到塔頂端的吸熱器,在吸熱器中蒸發并過熱后被送至地面,驅動汽輪機做功發電。

  美國SolarOne試驗電站利用的就是這種放電方式,吸熱器是外圓柱式的,由多個塊管板構成,每塊管板有幾十根吸熱管。吸熱器實際上是將水直接加熱變為超熱蒸汽的鍋爐。吸熱器排出的蒸汽溫度為516 ℃ ,壓強極大,進而用于驅動汽輪機做功。

  二、太陽能光熱發電技術的現狀

  1、國外發展現狀

  國外很多國家對于太陽能發電的技術研究較早,基本從18世紀末期就開始了,在20世紀初期太陽能光熱發電技術就被應用于工業生產中,到20世紀80年代,美國、西班牙等國家已經大規模的開始太陽能光熱發電了。

  美國于1985年建立了SEGS電站,之后不斷進行擴建,這是國際上最大的一個太陽能發電站,也是全世界第一個槽式發電站。這個發電站的總裝機容量為350MW,配備九臺槽式發電系統。美國在內華達州又建立了另一座槽式發電站,在具體設計中借鑒了該發電站在具體的設計過程中,借鑒了SEGS發電站的建設與使用經驗,提高了機器的運行安全性,提高了工作效率。199年,希臘克里達島建造歐洲的第一座太陽能光熱發電站,裝機容量為50MW。

  2、我國太陽能發電現狀

  我國在20世紀70年代開始了對于太陽能發電的研究,但是由于科學技術發展受到一定的限制,因此制約了我國太陽能發電技術的研發。一直到20世紀90年代末期,我國加大投入,科技部門與清華大學、中科院等聯合,我國的新能源企業、設計公司等紛紛參與,促進了太陽能發電技術的快速發展。內蒙古鄂爾多斯建立了我國第一座槽式太陽能發電站,裝機容量為50MW,自此,我國太陽能光熱發電技術開始商業化運營。

  太陽能光熱發電技術的發展,使我國的市場需求不斷擴大,目前,我國很多大型電力企業都在參與太陽能光熱發電的技術研發,我國也建立了很多太陽能光熱發電的示范項目,我國太陽能光熱發電市場每年將會以約400MW的速度增長。我國的太陽能光熱發電工程目前主要集中在內蒙古西部、青海、新疆南部、西藏及河西走廊一帶。

  三、太陽能光熱發電技術的發展趨勢

  太陽能是一種清潔能源,更是一種可再生能源,太陽能的限制條件較少,很容易實施和應用,而且有助于實現大容量發電。太陽能光熱發電現有電網匹配性好、光電轉化率高、發電穩定為特點,生產過程無污染,對環境的影響較小 ,因此,深受各行各業的歡迎和重視。在未來,國際能源署下屬的SolarPACES、歐洲太陽能熱能發電協會和綠色和平組織的預測認為到2030年在太陽能在全世界能源供應份額中會占到3%,預計到到2050年會達到10%。

  目前我國很多城市都在醞釀太陽能光熱發電項目,到2011年,我國發改委出臺了《產業結構調整指導目錄》正式開始實施,國家非常支持利用太陽能發電,加大投入,完善設備設施,降低太陽能開發的成本,以西藏、甘肅、寧夏、青海、新疆等重點區域,建立太陽能發電站,逐漸取代常規能源而廣為使用。

  結語

  綜上所述,太陽能作為重要的綠色能源,對環鏡污染小,有利于實現我國的低碳經濟的,利用太陽能發電,可以減少煤炭能源燃燒的排放,提高太陽能發電系統的使用率。與國外技術先進國家相比,我國太陽能光熱發電的產業基礎相對較弱,仍需要做更多的技術積累。建議國家出臺相關政策鼓勵示范項目建設,帶動光熱發電產業發展。(責編:張建蘋)

關鍵詞: 區塊鏈, 光熱發電

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太陽能光熱發電技術研究綜述

發布時間:2019-05-27   來源:金亨新能源

  摘要:太陽能是一種清潔的可再生能源,充分利用太陽能進行發電發熱是我國能源企業正在研究和使用的有效方式,這種方式有助于提高太陽能的利用率,有助于減少不必要的自然環境污染和破壞,有助于新能源的開拓,是我國逐步實現節能減排的有效體現,也符合我國低碳經濟的發展要求,歐美一些發達國家已經開始關注具有更高能源利用率的太陽能光熱發電技術,并相繼建立了不同型式的示范裝置。本文首先對太陽能光熱發電系統進行了介紹,分析了國內外太陽能發電的現狀,指出了太陽能發電的技術發展趨勢和研究方向 。

  關鍵詞:太陽能;光熱發電;發電技術

  引言

  目前,我國由于工業規模擴大和粗放經營導致了嚴重環境污染和破壞, 因此開發清潔能源是有效解決這一問題的重要途徑,目前,世界各國紛紛將目光投向太陽能的開發和應用,這也是全球經濟的低碳化發展方向。太陽能作為一種清潔的可再生能源,是未來的理想能源之一,是人類最可靠、最安全、最綠色、最持久的替代能源。目前太陽能光伏發電被炒得如火如荼,而太陽能光熱發電技術卻少為人知,在太陽能光伏發電遭遇瓶頸的今天,太陽能光熱發電逐漸被人們重視起來。

  一、太陽能光熱發電系統簡介

  1、太陽能發電系統的分類

  目前,太陽能發電技術分為兩種,一種是太陽能光伏發電,一種就是本文提到的太陽能光熱發電。太陽能光熱發電技術又分為槽式太陽能光熱發電、塔式太陽能光熱發電、碟式太陽能光熱發電。目前槽式和塔式太陽能光熱發電技術已經投入使用,但是碟式發電系統還處于實驗和示范狀態。

  2、槽式太陽能光熱發電系統簡介

  這種太陽能光熱發電系統主要是利用槽式拋物面聚光器聚光的太陽能產生的熱量進行發電,是一種分散型系統。這一系統的機構由聚光集熱裝置、蓄熱裝置、熱機發電裝置和輔助能源裝置構成。槽式拋物面將太陽光線聚集在一條線上,并在這條線上的重要位置安裝集熱器,進而吸收太陽的能量,之后將眾多的槽式聚光器串聯或并聯形成集熱器的排列結構。

  一般太陽能發電系統采用的是雙回路的設計,集熱油的回路與動力蒸汽的回路是分開的,通過換熱器交換熱量,使用導熱油作為熱,低溫的導熱油從油罐泵進入槽式太陽能集熱場,被加熱到391℃,之后經過再熱器、過熱器、蒸發器、預熱器四個裝置,將收集的能量交換給動力回路中的蒸汽,進而產生熱量極高的蒸汽,進入汽輪機中做功,然后產生電能。

  如果太陽能供應不足,這時就可以利用輔助加熱器,如鍋爐進行加熱, 提高導熱油的熱量,進而實現該系統的正常運行,保證該系統連續作業,持續的產生電能。因為槽式聚光器的集熱溫度不高,使得槽式太陽能光熱發電系統中動力系統的熱能轉化為功的效率不高,一般不到40%,因此, 單純依靠拋物槽式太陽能光熱發電成本較高。

  3、塔式太陽能光熱發電系統

  塔式太陽能光熱發電系統是一種集中式發電系統,主要利用定日鏡將太陽光聚焦在中心的吸熱器上,太陽的輻射能量會轉變為熱能,之后傳遞給熱力循環工質,驅動汽輪做功進而實現發電。這一太陽能發電系統可以分為熔鹽系統、空氣系統和水/蒸汽系統。系統蓄熱是十分重要的內容,由于太陽能存在一定的間隙性,因此,蓄熱器一定要在太陽能缺乏時補充熱能,進而保證發電系統的正常運行。這里介紹兩種塔式太陽能光熱發電系統。

  3.1塔式熔鹽系統

  熔鹽系統主要是利用硝酸鹽為工作介質進行熱量傳遞,塔式熔鹽系統的低溫側一般控制在290℃左右,高溫側達到565℃。低溫熔鹽經過泵被輸送到塔頂的熔鹽吸熱器,吸熱器在熱流密度為430KW/㎡的高輻射下將熱量傳遞給熔鹽。熔鹽吸收熱能以后溫度逐漸升高,一直升至565℃,然后經過管道輸送到高溫熔鹽罐,高溫熔鹽被輸送到蒸汽發生器,產生高溫蒸汽,進而推動及其做功發電。

  3.2塔式水、蒸汽系統

  水、蒸汽系統主要將水作為導熱的載體,在這種發電系統中,冷水被加壓后輸送到塔頂端的吸熱器,在吸熱器中蒸發并過熱后被送至地面,驅動汽輪機做功發電。

  美國SolarOne試驗電站利用的就是這種放電方式,吸熱器是外圓柱式的,由多個塊管板構成,每塊管板有幾十根吸熱管。吸熱器實際上是將水直接加熱變為超熱蒸汽的鍋爐。吸熱器排出的蒸汽溫度為516 ℃ ,壓強極大,進而用于驅動汽輪機做功。

  二、太陽能光熱發電技術的現狀

  1、國外發展現狀

  國外很多國家對于太陽能發電的技術研究較早,基本從18世紀末期就開始了,在20世紀初期太陽能光熱發電技術就被應用于工業生產中,到20世紀80年代,美國、西班牙等國家已經大規模的開始太陽能光熱發電了。

  美國于1985年建立了SEGS電站,之后不斷進行擴建,這是國際上最大的一個太陽能發電站,也是全世界第一個槽式發電站。這個發電站的總裝機容量為350MW,配備九臺槽式發電系統。美國在內華達州又建立了另一座槽式發電站,在具體設計中借鑒了該發電站在具體的設計過程中,借鑒了SEGS發電站的建設與使用經驗,提高了機器的運行安全性,提高了工作效率。199年,希臘克里達島建造歐洲的第一座太陽能光熱發電站,裝機容量為50MW。

  2、我國太陽能發電現狀

  我國在20世紀70年代開始了對于太陽能發電的研究,但是由于科學技術發展受到一定的限制,因此制約了我國太陽能發電技術的研發。一直到20世紀90年代末期,我國加大投入,科技部門與清華大學、中科院等聯合,我國的新能源企業、設計公司等紛紛參與,促進了太陽能發電技術的快速發展。內蒙古鄂爾多斯建立了我國第一座槽式太陽能發電站,裝機容量為50MW,自此,我國太陽能光熱發電技術開始商業化運營。

  太陽能光熱發電技術的發展,使我國的市場需求不斷擴大,目前,我國很多大型電力企業都在參與太陽能光熱發電的技術研發,我國也建立了很多太陽能光熱發電的示范項目,我國太陽能光熱發電市場每年將會以約400MW的速度增長。我國的太陽能光熱發電工程目前主要集中在內蒙古西部、青海、新疆南部、西藏及河西走廊一帶。

  三、太陽能光熱發電技術的發展趨勢

  太陽能是一種清潔能源,更是一種可再生能源,太陽能的限制條件較少,很容易實施和應用,而且有助于實現大容量發電。太陽能光熱發電現有電網匹配性好、光電轉化率高、發電穩定為特點,生產過程無污染,對環境的影響較小 ,因此,深受各行各業的歡迎和重視。在未來,國際能源署下屬的SolarPACES、歐洲太陽能熱能發電協會和綠色和平組織的預測認為到2030年在太陽能在全世界能源供應份額中會占到3%,預計到到2050年會達到10%。

  目前我國很多城市都在醞釀太陽能光熱發電項目,到2011年,我國發改委出臺了《產業結構調整指導目錄》正式開始實施,國家非常支持利用太陽能發電,加大投入,完善設備設施,降低太陽能開發的成本,以西藏、甘肅、寧夏、青海、新疆等重點區域,建立太陽能發電站,逐漸取代常規能源而廣為使用。

  結語

  綜上所述,太陽能作為重要的綠色能源,對環鏡污染小,有利于實現我國的低碳經濟的,利用太陽能發電,可以減少煤炭能源燃燒的排放,提高太陽能發電系統的使用率。與國外技術先進國家相比,我國太陽能光熱發電的產業基礎相對較弱,仍需要做更多的技術積累。建議國家出臺相關政策鼓勵示范項目建設,帶動光熱發電產業發展。(責編:張建蘋)

      關鍵詞:電力, 光熱發電


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