太阳能热发电及其聚光装置的现状与比较

太阳能热发电技术是可再生能源规模化利用的主要途径之一,太阳能聚光装置是太阳能热发电装置中的核心设备。文章对太阳能热发电及其聚光装置进行了综述,对比分析了目前塔式、槽式、碟式系统的聚光镜及其跟踪方式的优缺点,并对其未来的发展方向进行了展望。     

浅析太阳能热发电系统

对槽式、塔式和碟式三种太阳能热发电系统的构成、技术特点、造价、应用等进行分析,为科学建设太阳热发电场提供技术依据.分析结果表明:塔式太阳能热发电是3种发电系统中成本最低的.     

我国聚光型太阳能热发电技术发展现状

介绍了聚光型太阳能热发电技术的特点及国内太阳能热发电技术的发展现状,分析了太阳能热发电技术发展面临的难点,提出了将塔式和槽式太阳能热发电系统的优点相结合,发展辅助燃煤/燃气一体化的发电系统,以及发展太阳能光伏发电和光热发电的联合系统的建议。     

太阳能热发电技术研究现状

依据太阳能采集方式划分,太阳能热发电站的形式主要有三种形式:塔式发电系统、槽式发电系统和碟式发电系统。本文分别描述了其系统特性以及各类系统的工程应用情况,并就太阳能热电发展的影响因素做出了阐述。     

聚光式太阳能热发电技术发展状况

从热力系统的角度,对世界上已运行的3种主流太阳能热发电技术——槽式、塔式和碟式系统进行了介绍。结合典型电站,分析各型式系统的主要参数、发电效率和技术成本,指出了不同技术的优势和不足。分析表明,槽式系统在3种系统中技术最为成熟,所占的容量比重最大,表现出良好的使用性;塔式和碟式系统通过进一步规模化,未来运行成本会降低,效率也将提高。     

槽式抛物面太阳能热发电系统发展现状与探讨

介绍了太阳能聚光热发电技术的基础,阐述了槽式抛物面太阳能热发电的基本原理及系统结构,并介绍了槽式太阳能热发电技术的发展历程及研究现状。结合我国的国情,探讨了槽式抛物面太阳能热发电技术未来发展的主要问题,并尝试给出了相应的解决对策。     

太阳能光热发电技术

正太阳能光热发电利用大规模阵列镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺实现发电。根据集热镜面排布形式,光热发电系统主要分为槽式、塔式、碟式三类。光热发电避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可大大降低太阳能发电成本。同时,光热发电输出电力连续、稳定,具备成为基础负荷电源的潜力。青海德令哈50 MW塔式太阳能热发电项目,依靠镜场"精确追日—大规模聚光集热系统",     

太阳能模拟电加热器的研究

吸热器是碟式太阳能热发电系统的重要部分,它决定着控制系统及发电机输出电能的性能。为了在实验室条件下模拟碟式太阳能热发电系统吸热器的工作情况,综合采用碟式太阳能热发电原理和吸热器技术,设计加工了一种太阳能模拟电加热器,并对其进行了实验研究。     

基于EBSILON的中低温槽式光热发电系统运行仿真与性能分析

槽式聚光太阳能热发电系统适合气象资源较差的中低温热源能量回收。本文以中低温槽式聚光太阳能热发电全系统为研究对象,采用北京某地区典型年气象数据,对相互耦合的3个关键环节槽式聚光集热系统、储热系统、热功转换系统分别建立独立的数学模型,最终基于EBSILON仿真软件开展了“春分”、“夏至”、“秋分”、“冬至”4个节气日下系统的变工况运行特性研究,分析了机组发电输出功率、槽式聚光器光学转换效率、基本循环热功转换系统逐时效率和全系统光热转换效率等4项指标。结果表明:中低温槽式聚光太阳能热发电全系统在该典型年下,春分日的发电输出功率和基本循环热功转换系统逐时效率都较高;而秋分日槽式聚光器的光学效率和全系统的光热转换效率则表现较优。该研究结果可为中低温槽式光热发电机组的运行提供参考。     

槽式光热电站熔盐管道系统防凝研究进展

槽式光热发电是当前应用最广、技术最成熟的太阳能热发电技术。熔盐凭借其工作温度高、循环效率高、价格低廉等优势,正在成为光热电站传热和储热介质的首选。但熔盐的凝固点通常在120~220 ℃,管道系统存在凝固冻堵风险。本文阐述了熔盐槽式光热电站管道热损失特性及系统防凝解冻方案的研究和应用进展,具体包括聚光集热回路集热管的传热及热损失性能预测、普通熔盐管道的保温优化措施、系统在夜间停机状态时的防凝运行方案、已冻堵管道解冻方案等,并提出下一步研究应在尽量消除熔盐凝固冻堵风险的同时尽可能降低防凝系统运维成本。相关内容同样可供以熔盐作为传热介质/储热介质的线性菲涅尔式、塔式等多种光热发电系统参考。     

高温热管太阳能接收器的可靠性比较

接收器是碟式太阳能热发电系统的核心部件,为太阳能/电能的转换提供吸热传热功能。介绍了几种高温热管接收器的结构,针对高温太阳能热利用的特点,提出了高温热管太阳能接收器的可靠性评估模型,比较组合式高温热管接收器与典型高温热管接收器的可靠性和寿命。结果表明:在热管单体故障率相同的情况下,组合式高温热管接收器具有更高的可靠性,因此具有更长的使用寿命,可以适应碟式太阳能热发电系统的运行需求。     

槽塔结合太阳能辅助燃煤发电机组性能分析

目前化石能源短缺,环境污染日益严重,太阳能作为一种清洁可再生的能源,以其储量巨大、便于获取、无污染的优势,获得广泛的关注和发展。以国内某1 000 MW 超超临界机组作为基准系统,提出了一种同时集成槽式、塔式太阳能集热子系统的新型太阳能辅助燃煤发电系统,分析了系统的节煤量、光电效率、锅炉热效率,同时对集成系统的经济成本进行了分析。结果表明：该新型集成系统比传统燃煤电站具有更好的热力学性能,可以最大限度地利用太阳能,THA工况下集成系统的节煤量约9 g/（kW·h）。随太阳能取代比例的增大,集成系统的光电效率最大为25.55%,太阳能侧平准化度电成本为0.81 元/（kW·h）,低于目前的纯光热电站上网电价1.15 元/（kW·h）,具有明显的经济优势。     

Proposal and characteristics evaluation of a CO2-recovering hybrid power generation system utilizing solar thermal energy

A CO₂-recovering hybrid power generation system utilizing solar thermal energy is proposed. In the system, relatively low temperature saturated steam around 220°C is produced by using solar thermal energy and is utilized as the working fluid of a gas turbine in which generated CO₂ is recovered based on the oxygen combustion method. Hence, solar thermal utilization efficiency is considerably higher as compared with that of conventional solar thermal power plants in which superheated steam near 400°C must be produced for use as the working fluid of steam turbines; the requirement for solar radiation in the location in which the system is constructed can be significantly relaxed. The proposed system is a hybrid energy system using both the fossil fuel and solar thermal energy, thus the capacity factor of the system becomes very high. The fuel can be used exergetically in the system; i.e., it can be utilized for raising the temperature of the steam heated by utilizing the turbine exhaust gas more than 1000°C. The generated CO₂ can be recovered by using an oxygen combustion method, so that a high CO₂ capturing ratio of near 100 percent as well as no thermal NO_x emission characteristics can be attained. It has been shown through simulation study that the proposed system has a net power generation efficiency of 63.4 percent, which is higher than 45.7 percent as compared with that of the conventional power plant with 43.5 percent efficiency, when the amount of utilized solar energy is neglected and the temperature of the saturated steam is 220°C.     

塔式太阳能热发电技术经济特性分析

化石能源的大量使用引起了全球性的资源枯竭、环境污染与气候变化等问题,已对人类的生活和社会的发展造成了严重影响。太阳能作为最为重要的可再生能源类型,已经得到了足够重视并规模化发展。塔式太阳能热发电作为聚焦太阳能光热发电类型中主流的发电类型正在迅猛发展,其技术可行性和经济合理性已达到商业化水平,具有较好的发展前景。通过研究塔式太阳能热发电站技术经济特性,对塔式太阳能发电系统投资、效率等影响系统发展参数的主要因素进行了分析。通过分析我国太阳能产业现状与发展趋势,展望了塔式太阳能热发电在我国的发展前景。     

太阳能电源热源一体化系统的设计与开发

从外观结构、能量流向及控制电路等方面设计了太阳能电源热源一体化系统。本系统具有可移动性,配备了滚轮且模拟光源可拆卸,可以在室外工作,在没有任何外接电源的情况下进行太阳能的相关应用。本系统结合了太阳能发电和太阳能发热两方面的技术,其中太阳能电源部分用于为自身供电并可对外输出电能,太阳能热源部分用于产生热能。通过实验测试结果可知,本系统每年可产生691kWh的电能和3047.8kWh的热能。本系统由于可移动且不需外接电源等特点,可满足偏远地区或孤岛等无电网地区的日常生活对热水与电力的需求,也可用于太阳能方面的实验测试。     

基于小型发电机的碟式太阳能热力发电技术研究进展

阐述了碟式太阳能热发电系统的发展历程和特点,介绍了碟式热发电的基本原理,着重分析了碟式热发电所涉及的关键技术,包括Stifling发电机、Brayton发电机、碟式聚光镜和受热器。通过对关键技术的分析,指出提高碟式聚光镜系统的稳定性和降低成本2个方面是当前技术开发的重点。同时提出了发展中国碟式太阳能热力发电技术开发过程的建议。     

塔式太阳能热力发电技术进展

开发和利用太阳能是当今世界新能源技术革命所面临的重大课题,尤其是太阳能热力发电对人类环境的改善和电力行业可持续发展具有重要的战略意义,必将成为本世纪一种重要能源产业.为此,在比较3种太阳能热力发电系统性能的基础上,阐述了塔式太阳能热力发电系统的发展历程和特点,介绍了塔式热力发电的基本原理及其示范电站的技术进展,着重分析了塔式热力发电所涉及的关键技术,包括太阳热能定日镜、受热器和高温热能储存技术.通过对关键技术的分析,指出大规模高温热能储存是实现太阳能热力发电需优先解决的关键技术,同时提出了发展中国塔式太阳能热力发电技术所需相关基础研究的建议.     

塔式太阳能热发电的技术探讨

利用太阳能热发电具有明显的环境优势,且不会产生固体废料.在我国西部荒漠地带是太阳能辐射最丰富的地区,按照35％的热电转换效率计算,每平方公里的发电量可达约35万千瓦时.在太阳能利用中,光伏发电和光热发电是两个不同的发展方向.在利用太阳能发电的方式中,塔式的聚光比最高.现以美国南加州太阳二号发电站为例,对太阳能发电前景进...     

基于步进电机的太阳跟踪系统设计

在碟式太刚能热发电中,跟踪系统能够大大提高太阳能的利用率.依据高精度的太阳位置算法,利用32位ARM(Advanced RISC Machines)嵌入式微处理器,以步进电机作为执行机构,实现了双轴太阳跟踪系统的设计.试验表明,跟踪精度能够满足碟式太阳能热发电的需要,系统的性能稳定、功能丰富,具有较高的实用价值.