新能源发电技术太阳能热发电技术资料课件

1新能源发电技术新能源发电技术第第3章章 太阳能热发电技术太阳能热发电技术新能源发电技术2目目 录录v第第3章章 太阳能热发电技术太阳能热发电技术3.1太阳能热电技术研究发展概况太阳能热电技术研究发展概况3.2太阳能发电站的基本系统与构成太阳能发电站的基本系统与构成3.3塔式太阳能热发电系统塔式太阳能热发电系统3.4槽式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统3.5盘式太阳能热发电系统盘式太阳能热发电系统3.6太阳池热发电系统太阳池热发电系统 3.7太阳能热气流发电系统太阳能热气流发电系统3.8太阳能热发电技术发展前景太阳能热发电技术发展前景目 录第3章 太阳能热发电技术33.1太阳能热发电技术研究发展概况太阳能热发电技术研究发展概况3.1太阳能热发电技术研究发展概况43.1.1 太阳能热发电技术的分类太阳能热发电技术的分类(1)v太阳能热发电技术定义太阳能热发电技术定义将吸收的将吸收的太阳辐射热能太阳辐射热能转换成转换成电能电能的发电技术的发电技术v太阳能热发电技术分类太阳能热发电技术分类 利利用用太太阳阳热热能能直直接接发发电电（发发电电量量小小，处处于于原原理理性性试验阶段）试验阶段）半导体及金属材料的温差发电半导体及金属材料的温差发电真空器件中的热电子或热离子发电真空器件中的热电子或热离子发电碱金属热电转换碱金属热电转换磁流体发电磁流体发电将将太太阳阳热热能能通通过过热热机机带带动动发发电电机机发发电电（与与常常规规发发电设备相似）电设备相似）3.1.1 太阳能热发电技术的分类(1)太阳能热发电技术定53.1.2 世界太阳能热发电技术发展历程世界太阳能热发电技术发展历程(1)v1774 年法国和英国科学家进行聚焦太阳能实验年法国和英国科学家进行聚焦太阳能实验v1878 年，一个小的太阳能动力站在巴黎建立年，一个小的太阳能动力站在巴黎建立v1901年年,美国工程师研制成功美国工程师研制成功7350W太阳能蒸汽机太阳能蒸汽机v1913 年，太阳能驱动水泵。年，太阳能驱动水泵。36.8kW 太阳能动力机太阳能动力机v随随着着石石油油和和天天然然气气的的大大量量开开采采，人人们们对对太太阳阳能能动动力力的兴趣受到限制的兴趣受到限制v1950 年年，原原苏苏联联设设计计了了世世界界上上第第一一座座塔塔式式太太阳阳能能热热发电站发电站小型试验装置。小型试验装置。v1973 年年爆爆发发世世界界性性的的石石油油危危机机，人人们们对对太太阳阳能能兴兴趣趣增加，太阳能电池价格相对更贵，得到发展增加，太阳能电池价格相对更贵，得到发展v1980 年年年年代代中中期期，建建造造了了几几十十座座 500k W 以以上上的的塔塔式电站，后由于投资太大，研究变冷。式电站，后由于投资太大，研究变冷。3.1.2 世界太阳能热发电技术发展历程(1)1774 年63.1.2 世界太阳能热发电技术发展历程世界太阳能热发电技术发展历程(2)v1980年年年年代代中中期期，以以色色列列和和美美国国联联合合组组建建的的LUZ 太太阳阳能能热热发发电电国国际际有有限限公公司司，主主研研制制槽槽式式抛抛物物面面反反射射镜镜太太阳阳能能热热发发电电系系统统，建建立立了了 9 座座槽槽式式太太阳阳能能热热发发电电站站，除除此此投投资资和和发发电电成成本本分分别别降降到到2650美美元元/k W和和8美分美分/kWh，但是，但是1991年年LUZ公司破产。公司破产。v美美国国分分别别在在1980年年和和1996年年于于加加州州建建立立了了太太阳阳I号号和太阳和太阳II号号10MW 塔式太阳能热发电站。塔式太阳能热发电站。v1983年美国加州建立盘式斯特林太阳能热发电系统年美国加州建立盘式斯特林太阳能热发电系统v20世世纪纪70年年代代，以以色色列列在在死死海海建建立立了了3座座太太阳阳池池热热发电站。发电站。v1983年西班牙建成一座太阳热气流太阳能热发电站年西班牙建成一座太阳热气流太阳能热发电站v其它国家还有海水温差、太阳能热离子发电等其它国家还有海水温差、太阳能热离子发电等3.1.2 世界太阳能热发电技术发展历程(2)1980年年73.1.3 中国太阳能热发电技术发展中国太阳能热发电技术发展(1)v1970 年代中期开始应用性基础试验研究年代中期开始应用性基础试验研究v在在天天津津建建造造一一座座功功率率为为1kW的的塔塔式式太太阳阳能能热热发发电电模模拟试验装置拟试验装置v在在上上海海建建造造了了一一套套功功率率为为1kW的的平平板板式式低低沸沸点点工工质质太阳能热发电模拟试验装置太阳能热发电模拟试验装置v中中科科院院电电工工所所对对槽槽式式抛抛物物面面反反射射镜镜子子太太阳阳能能热热发发电电进行了研究进行了研究v最近对最近对碟式太阳能热发电碟式太阳能热发电研究较多研究较多3.1.3 中国太阳能热发电技术发展(1)1970 年代中83.2 太阳能热发电站基本系统与构成太阳能热发电站基本系统与构成3.2 太阳能热发电站基本系统与构成93.2.1 电站热系统电站热系统(1)v常规能源发电过程常规能源发电过程燃燃 料料 在在 锅锅 炉炉 燃燃 烧烧，加加 热热 工工 质质(水水)变变 成成 过过热热蒸汽驱动汽轮发电机组发电，将热能转换成电能蒸汽驱动汽轮发电机组发电，将热能转换成电能遵循遵循兰金循环兰金循环原理工作原理工作汽轮发汽轮发3.2.1 电站热系统(1)常规能源发电过程汽轮发103.2.1 电站热系统电站热系统(2)v太阳能热发电工作原理太阳能热发电工作原理利利 用用 太太 阳阳 集集 热热 器器 将将 太太 阳阳 能能 收收 集集 起起 来来，加加 热热工工质质（水水）产产生生过过热热蒸蒸汽汽驱驱动动动动力力装装置置带带动动发发电电机发电，将热能转换成电能机发电，将热能转换成电能3.2.1 电站热系统(2)太阳能热发电工作原理113.2.1 电站热系统电站热系统(3)v太阳能热发电过程太阳能热发电过程热热力力学学上上与与常常规规热热力力发发电电厂厂完完全全一一样样，遵遵循循兰兰金循环金循环太阳能热发电与常规能源发电区别太阳能热发电与常规能源发电区别一次能源一次能源：太阳辐射能矿物：太阳辐射能矿物锅炉锅炉：太阳锅炉：太阳锅炉(集热器集热器)普通锅炉普通锅炉太太阳阳能能密密度度低低不不稳稳定定一一般般需需要要设设置置蓄蓄热热子子系系统统或或辅辅助助能能源源子子系系统统，这这是是由由太太阳阳辐辐射射能能本本身的特点决定的。身的特点决定的。3.2.1 电站热系统(3)太阳能热发电过程123.2.2 电站循环效率电站循环效率(1)v电站循环效率电站循环效率热动力过程，效率最高的热力循环是热动力过程，效率最高的热力循环是卡诺循环卡诺循环要要提提高高卡卡诺诺循循环环效效率率，提提高高工工质质温温度度和和降降低放热温度低放热温度太太阳阳能能热热电电站站选选择择地地皮皮便便宜宜和和高高纬纬度度，缺缺水，空气冷却凝汽器水，空气冷却凝汽器3.2.2 电站循环效率(1)电站循环效率要提高卡诺循环效133.2.2 电站循环效率电站循环效率(2)v电站循环效率电站循环效率为为提提高高太太阳阳能能热热循循环环系系统统的的效效率率，重重要要方方法法之之一一是是提提高高循循环环系系统统工工质质的的初初温温。采采用用聚聚光光集集热热器，还要涂高温选择性吸收膜器，还要涂高温选择性吸收膜决决定定太太阳阳能能热热发发电电效效率率的的另另一一个个重重要要因因素素是是太太阳能集热器效率阳能集热器效率 c理想的理想的太阳能热发电系统总效率太阳能热发电系统总效率 s=c由上式选择最佳工作温度由上式选择最佳工作温度3.2.2 电站循环效率(2)电站循环效率143.2.3 太阳能热发电系统组成太阳能热发电系统组成(1)v系统组成系统组成4大部分大部分聚光集热子系统聚光集热子系统蓄热子系统蓄热子系统辅助能源子系统辅助能源子系统汽轮发电子系统汽轮发电子系统v聚光集热子系统聚光集热子系统聚聚光光器器：收收集集阳阳光光将将其其聚聚集集到到一一个个有有限限尺尺寸寸面面上上，提提高高单单位面积上的太阳辐射度位面积上的太阳辐射度聚光方式：聚光方式：平面反射镜平面反射镜，曲面反射镜曲面反射镜和和菲涅尔透镜菲涅尔透镜平面反射镜：聚光比平面反射镜：聚光比 100-1000，工质温度，工质温度 500-2000曲面反射镜：一维（槽型）抛物面反射镜、二维（曲面反射镜：一维（槽型）抛物面反射镜、二维（盘盘式）抛物面反射镜和混合平面抛物面反射镜式）抛物面反射镜和混合平面抛物面反射镜槽型抛物面反射镜：聚光比槽型抛物面反射镜：聚光比 10-30,集热温度集热温度 400 盘式抛物面反射镜：聚光比盘式抛物面反射镜：聚光比 50-1000,集热温度集热温度 800-1000 菲涅尔透镜：线形聚光比菲涅尔透镜：线形聚光比 3-50,圆形聚光比圆形聚光比 50-10003.2.3 太阳能热发电系统组成(1)系统组成4大部分153.2.3 太阳能热发电系统组成太阳能热发电系统组成(2)v聚光集热子系统聚光集热子系统聚光器的性能要求聚光器的性能要求光学性能：光学性能：镜面反射率越高越好；保持镜面清洁镜面反射率越高越好；保持镜面清洁机械性能：机械性能：反射镜面平整度好；镜面与镜体有很高的反射镜面平整度好；镜面与镜体有很高的机械轻度与稳定性；镜面与保护膜有很强的粘合度机械轻度与稳定性；镜面与保护膜有很强的粘合度化学稳定性：化学稳定性：很强的耐腐蚀性能很强的耐腐蚀性能接收器接收器接收经过聚焦的阳光，将太阳能辐射能转变为热能接收经过聚焦的阳光，将太阳能辐射能转变为热能，并传递给工质并传递给工质接收阳光的表面必须涂覆选择性吸收膜接收阳光的表面必须涂覆选择性吸收膜跟踪装置跟踪装置跟踪方式：单轴跟踪（槽型）和双轴跟踪跟踪方式：单轴跟踪（槽型）和双轴跟踪(盘式塔式盘式塔式)控制方式：程序控制、传感器控制、程序传感器结合控制方式：程序控制、传感器控制、程序传感器结合控制控制3.2.3 太阳能热发电系统组成(2)聚光集热子系统163.2.3 太阳能热发电系统组成太阳能热发电系统组成(3)v蓄热子系统蓄热子系统蓄蓄热热器器采采用用真真空空或或隔隔热热材材料料作作良良好好的的贮贮热热容容器器，对对蓄热材料进行贮热和取热。蓄热方式有：蓄热材料进行贮热和取热。蓄热方式有：显热蓄热显热蓄热价格低，易于得到；热容量小，蓄热器体积大价格低，易于得到；热容量小，蓄热器体积大潜热蓄热潜热蓄热单单位位容容积积蓄蓄热热容容量量大大;熔熔点点不不稳稳定定和和均均匀匀,毒毒性和火灾性和火灾化学储能化学储能A吸收太阳热能吸收太阳热能 转变为转变为B+C；B+C=A 释放热能释放热能蓄蓄热热量量大大，体体积积小小、质质量量轻轻等等；目目前前仍仍存存技技术术困困难难3.2.3 太阳能热发电系统组成(3)蓄热子系统173.2.3 太阳能热发电系统组成太阳能热发电系统组成(4)v辅助能源子系统辅助能源子系统维持电站能够一直持续运行维持电站能够一直持续运行如如果果没没有有辅辅助助能能源源子子系系统统则则需需要要很很大大 的的蓄蓄热热子子系系统容量统容量增设常规燃料作为辅助能源增设常规燃料作为辅助能源，用于阴雨天和夜间，用于阴雨天和夜间常规燃料可以是天然气、石油和煤常规燃料可以是天然气、石油和煤v汽轮发电子系统汽轮发电子系统动动力力发发电电装装置置种种类类及及适适合合的的发发电电系系统统:现现代代汽汽轮轮机；燃气轮机；低沸点工质汽轮机；斯特林发动机机；燃气轮机；低沸点工质汽轮机；斯特林发动机现代汽轮机和燃气轮机工作参数高：大型塔式和槽式现代汽轮机和燃气轮机工作参数高：大型塔式和槽式太阳能热发电系统太阳能热发电系统斯特林发动机：盘式抛物面发电系统斯特林发动机：盘式抛物面发电系统低沸点汽轮机：太阳池太阳能发电系统低沸点汽轮机：太阳池太阳能发电系统3.2.3 太阳能热发电系统组成(4)辅助能源子系统183.3 塔式太阳能热发电系统塔式太阳能热发电系统3.3 塔式太阳能热发电系统193.3.0 引言引言(1)v塔塔式式太太阳阳能能热热发发电电系系统统也也称称集集中中型型太太阳阳能能热热发电系统发电系统v基本过程基本过程利利用用众众多多的的平平面面反反射射镜镜阵阵列列，将将太太阳阳辐辐射射反反射射到到置置于于高高塔塔顶顶部部的的太太阳阳能能接接收收器器上上，加加热热工工质质产产生生过过热热蒸蒸汽汽，驱驱动动汽汽轮轮机机发发电电，将将太太阳阳能能转转化为电能。化为电能。3.3.0 引言(1)塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能203.3.1 电站系统构成电站系统构成(1)v塔式太阳能热发电系统由四部分组成塔式太阳能热发电系统由四部分组成聚光装置，集热装置，蓄热装置和汽轮发电装置聚光装置，集热装置，蓄热装置和汽轮发电装置3.3.1 电站系统构成(1)塔式太阳能热发电系统由四部分213.3.1 电站系统构成电站系统构成(2)v聚光装置聚光装置定日镜：平面镜、镜架、跟踪机构定日镜：平面镜、镜架、跟踪机构镜场设计镜场设计:理想镜场每平方米镜面反射的太阳功率理想镜场每平方米镜面反射的太阳功率中冬春末中夏最大功率的95%(W)470680710超过最大功率95%的时间(h)3.64.65.8超过300W的时间(h)6.19.010.6有用的总功率(W)320059007200功率大于300W的总功率(W)270056006800功率大于300W的平均功率(W)52003.3.1 电站系统构成(2)聚光装置中冬春末中夏最大功率223.3.1 电站系统构成电站系统构成(2)v聚光装置聚光装置跟踪与监测控制装置：定日镜多，跟踪与监测控制装置：定日镜多，控制系统最为复杂控制系统最为复杂3.3.1 电站系统构成(2)聚光装置233.3.1 电站系统构成电站系统构成(3)v中中心心接接收收塔塔：也也称称动动力力塔塔，是是塔塔式式太太阳阳能能热热发发电电站站的集热装置。由接收器与高塔组成的集热装置。由接收器与高塔组成接收器接收器（太阳辐射直流锅炉）：空腔型和外部受光型（太阳辐射直流锅炉）：空腔型和外部受光型热分析：接收器吸收太阳的太阳辐热分析：接收器吸收太阳的太阳辐射总功率射总功率P=IbAgs o rIb 入射光幅度入射光幅度Ag 镜场地面面积镜场地面面积 反射镜覆盖镜场面积的百分数反射镜覆盖镜场面积的百分数 s反射镜利用系数反射镜利用系数 o入射到反射镜面的阳光中经反射入射到反射镜面的阳光中经反射实际到达接收器上的百分数实际到达接收器上的百分数 r接收器表面对入射阳光的吸收率接收器表面对入射阳光的吸收率3.3.1 电站系统构成(3)中心接收塔：也称动力塔，是塔243.3.1 电站系统构成电站系统构成(3)v中心接收塔中心接收塔塔塔结构：钢筋混凝土和钢架结构：钢筋混凝土和钢架竖塔的高度决定与镜场的规模竖塔的高度决定与镜场的规模v蓄热装置蓄热装置两个开式贮热槽：冷盐槽和热盐槽两个开式贮热槽：冷盐槽和热盐槽一般贮热效率大于一般贮热效率大于 90%3.3.1 电站系统构成(3)中心接收塔253.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍典型塔式太阳能热发电站介绍(1)v太阳太阳 I 号电站号电站简况简况美国能源部联合南加州几家公司合资兴建美国能源部联合南加州几家公司合资兴建该该电电站站位位于于北北纬纬 34.87，西西径径 116.83，美美国国南加州沙漠地区附近南加州沙漠地区附近1979 年年 3 月开始建设，月开始建设，1981 年年 12 月建成月建成运行时间运行时间 1982 年年 4 月月 12 日至日至 9 月月 27 日日电站设计容量：电站设计容量：10MW，夏季，夏季 8h,冬季冬季 4h聚光集热装置聚光集热装置定定日日镜镜 1818 台台，四四象象限限布布置置，单单台台定定日日镜镜反反 射射 镜镜 面面39.9 m2，由由12块块背背面面镀镀银银的的微微凹凹镜镜片片组组成成。反反射射率率为为0.903，风风速速 22m/s 下下可可以以运运行行，镜镜面面收收藏藏到到低低位位时时，可以抗风速可以抗风速 40m/s。3.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍(1)太阳 I 号电站263.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍典型塔式太阳能热发电站介绍(2)v太阳太阳 I 号电站号电站蓄热装置蓄热装置汽轮发电机组汽轮发电机组运行概况运行概况初试和评估期初试和评估期2年，正常发电年，正常发电3年年,14 周每周运行周每周运行5天。天。电站初次投资比例电站初次投资比例定日镜定日镜 52 发电机组、电气设备发电机组、电气设备 18 蓄热装置蓄热装置 10 接收器接收器 5 塔塔3%管道及换热器管道及换热器 8%其他设备其他设备 4 3.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍(2)太阳 I 号电站273.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍典型塔式太阳能热发电站介绍(3)v太阳太阳 II 号电站号电站概况概况设计容量设计容量 10MW位于美国南加州位于美国南加州Mojare沙漠地区沙漠地区1996年年4月建成，月建成，6月发电月发电定定日日镜镜1926台台，40m2小小型型定定日日镜镜1818台台，95 m2的大型定日镜的大型定日镜108台。台。定日镜双轴跟踪定日镜双轴跟踪塔高塔高91m蓄热系统蓄热系统 2个钢制的蓄热盐槽个钢制的蓄热盐槽3.3.2典型塔式太阳能热发电站介绍(3)太阳 II 号电283.4 槽式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统3.4 槽式太阳能热发电系统293.4.0 引言引言(1)v槽式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统全称槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统全称槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统(SEGS)也称分散型太阳能热发电系统也称分散型太阳能热发电系统将将众众多多槽槽型型抛抛物物面面聚聚光光集集热热器器，经经过过串串并并联联的的排排列列，收收集集较较高高温温度度的的热热能能，加加热热工工质质，产产生生过过热热蒸蒸汽汽，驱驱动动汽汽轮轮发发电机组发电。电机组发电。3.4.0 引言(1)槽式太阳能热发电系统303.4.1 电站系统电站系统(1)v电站系统组成电站系统组成聚聚光光集集热热装装置置，辅辅助助能能源源装装置置，蓄蓄热热装装置置，汽汽轮发电装置轮发电装置与与塔塔式式太太阳阳能能热热发发电电系系统统相相比比，区区别别在在于于聚聚光光集热装置集热装置3.4.1 电站系统(1)电站系统组成313.4.2 聚光集热装置聚光集热装置(1)v聚光集热装置组成聚光集热装置组成聚光器、接收器和跟踪机构聚光器、接收器和跟踪机构v聚光器聚光器槽型抛物面反射镜槽型抛物面反射镜由许多抛物面反射镜单元组成由许多抛物面反射镜单元组成采用低碳玻璃制作，背面镀银采用低碳玻璃制作，背面镀银混合平面抛物面反射镜混合平面抛物面反射镜单抛物面聚光器聚光倍数低，只有几十倍单抛物面聚光器聚光倍数低，只有几十倍采采用用一一组组跟跟踪踪太太阳阳的的平平面面镜镜将将阳阳光光反反射射到到抛抛物物面上，经过二次聚焦，提高聚光倍数面上，经过二次聚焦，提高聚光倍数v接收器接收器是一根作了良好保温的金属圆管是一根作了良好保温的金属圆管目前有真空集热管和空腔集热管目前有真空集热管和空腔集热管3.4.2 聚光集热装置(1)聚光集热装置组成323.4.2 聚光集热装置聚光集热装置(2)v接收器接收器真空集热管真空集热管金金属属圆圆管管，涂涂选选择择性性吸吸收收膜膜，外外面面套套真真空空的的玻玻璃套管。璃套管。用于短焦距抛物面反射镜用于短焦距抛物面反射镜空腔集热管：与塔式太阳能热发电系统的相同空腔集热管：与塔式太阳能热发电系统的相同集热管不承集热管不承压：双循环系统压：双循环系统工作温度低于工作温度低于400v跟踪机构跟踪机构分为东西向和南北向布置分为东西向和南北向布置南北向布置：单轴跟踪，比塔式简单南北向布置：单轴跟踪，比塔式简单东西向布置：定期跟踪调整东西向布置：定期跟踪调整多多个个抛抛物物面面反反射射镜镜只只作作同同步步跟跟踪踪，跟跟踪踪装装置置简简化化，投资降低投资降低3.4.2 聚光集热装置(2)接收器333.4.3LUZ 槽式太阳能热发电站介绍槽式太阳能热发电站介绍(1)v简介简介20 世纪世纪 80 年代，年代，LUZ 公司公司在美国加州沙漠地在美国加州沙漠地区建成区建成 9 座槽式太阳能热发电系统，总装机座槽式太阳能热发电系统，总装机 353.8MWv电站系统电站系统太阳能与天然气双能源太阳能与天然气双能源未设置蓄热子系统未设置蓄热子系统工质为联二苯和二苯醚的混合物工质为联二苯和二苯醚的混合物真空集热管真空集热管工质温度工质温度 3933.4.3LUZ 槽式太阳能热发电站介绍(1)简介343.4.3LUZ 槽式太阳能热发电站介绍槽式太阳能热发电站介绍(2)v聚光集热器聚光集热器型号从型号从LS-1到到LS-4 LS-3以油为工质，阳光吸收率以油为工质，阳光吸收率0.96，为真空集热，为真空集热管。管。LS-4以水为工质，取消了大量换热器以水为工质，取消了大量换热器v总体指标总体指标设计寿命设计寿命 30 年年发电效率发电效率 8.5%太阳能依存率太阳能依存率 50%SEGSVIII 初始投资初始投资 2650 美元美元/kW，发电成本，发电成本 8 美分美分/kWh，上网电价，上网电价1314美分美分/kWh3.4.3LUZ 槽式太阳能热发电站介绍(2)聚光集热器353.5 盘式太阳能热发电系统盘式太阳能热发电系统3.5 盘式太阳能热发电系统363.5.0 引言引言(1)v19 世纪世纪 70 年代，法国巴黎建立了点聚焦盘式年代，法国巴黎建立了点聚焦盘式太阳能热发电系统太阳能热发电系统v近近 20 年来，开发盘式太阳能热发电系统为了年来，开发盘式太阳能热发电系统为了空间应用空间应用v以单个旋转抛物面反射镜为基础，构成完整以单个旋转抛物面反射镜为基础，构成完整的聚光集热和发电单元。的聚光集热和发电单元。v单个容量功率较小，一般单个容量功率较小，一般550kWv可以分散的单独进行发电，也可以由多个组可以分散的单独进行发电，也可以由多个组成较大的系统发电。成较大的系统发电。3.5.0 引言(1)19 世纪 70 年代，法国巴黎建立373.5.1 装置构成装置构成(1)v旋转抛物面反射镜旋转抛物面反射镜与槽式抛物面反射镜镜面结构相同与槽式抛物面反射镜镜面结构相同聚光比为聚光比为5006000v接收器接收器有机工质兰金循环动力机发电有机工质兰金循环动力机发电直流式空腔锅炉直流式空腔锅炉载热工质用硅油载热工质用硅油有机工质为甲苯有机工质为甲苯气体工质布劳顿循环斯特林发动机发电气体工质布劳顿循环斯特林发动机发电将将斯斯特特林林发发电电机机直直接接安安装装在在反反射射镜镜焦焦点点处处，运运行温度行温度8001000,工质为氦气，效率高工质为氦气，效率高v跟踪装置：跟踪装置：双轴跟踪双轴跟踪3.5.1 装置构成(1)旋转抛物面反射镜383.5.2 曲型盘式斯特林太阳能热发电装置介绍曲型盘式斯特林太阳能热发电装置介绍 v1982 年年美美国国加加州州盘盘式式斯斯特特林林太太阳阳能能热热发发电电装装置主要参数置主要参数聚光器直径：聚光器直径：11m镜面面积：镜面面积：89m2焦距长度：焦距长度：6.6m焦斑直径：焦斑直径：23-26cm工作温度：工作温度：1090最大轴功率：最大轴功率：26.5kW最大电功率：最大电功率：24.6kW转换效率：转换效率：29%净效率：净效率：26%3.5.2 曲型盘式斯特林太阳能热发电装置介绍 1982 年393.6 太阳池热发电系统太阳池热发电系统3.6 太阳池热发电系统403.6.0 引言引言(1)v1902年，有人提出建造人工太阳池设想年，有人提出建造人工太阳池设想v1948年，以色列学者提出建人工太阳池年，以色列学者提出建人工太阳池v1958年，以色列政府同意试建，到年，以色列政府同意试建，到1966年建立年建立了了3座座v1973年世界石油危机，以色列重新开始研究年世界石油危机，以色列重新开始研究v1975年，以色列在死海边建立年，以色列在死海边建立 Ein Boqeq 建造了建造了世界上第一座太阳池发电站，发电功率世界上第一座太阳池发电站，发电功率150kWv1983年，以色列在死海北角年，以色列在死海北角Bet Ha Arava 建立建立一座一座5MW太阳池电站，太阳池电站，1985年并网发电年并网发电v以色列计划在死海沿岸建造多座以色列计划在死海沿岸建造多座25MW和和50MW的的电站，目标是电站，目标是2000MW3.6.0 引言(1)1902年，有人提出建造人工太阳池设413.6.1 太阳池原理太阳池原理(1)v太阳池原理太阳池原理太阳池是一个含盐量具有一定浓度的盐水池太阳池是一个含盐量具有一定浓度的盐水池中间有一层隔热层中间有一层隔热层可见光和紫外光被池底吸收可见光和紫外光被池底吸收太阳池形成温度梯度，盐浓度梯度没有被打破太阳池形成温度梯度，盐浓度梯度没有被打破底部的热水可以用来工业加热和发电底部的热水可以用来工业加热和发电一般太阳池依托天然湖建立一般太阳池依托天然湖建立3.6.1 太阳池原理(1)太阳池原理423.6.1 太阳池原理太阳池原理(2)高浓度盐层；高浓度盐层；中浓度盐层；中浓度盐层；低浓度低浓度盐层；盐层；冷的盐水进，热的盐水出冷的盐水进，热的盐水出3.6.1 太阳池原理(2)高浓度盐层；中浓度盐层；433.6.1 太阳池原理太阳池原理(3)v太阳池发电太阳池发电避免池底水沸腾避免池底水沸腾抽出池底热盐水，送回冷盐水抽出池底热盐水，送回冷盐水加热低沸点工质产生过热蒸汽加热低沸点工质产生过热蒸汽以以色色列列奥奥尔尔马马特特汽汽轮轮机机公公司司1985年年在在美美国国加加州州建建立立世世界界上上最最大大底底太太阳阳池池发发电电站站,总总净净发发电电功功率率 48MW4 个盐水湖个盐水湖,每个面积每个面积 48 103m2,池深池深 3.6-4.8m池底温度可以达到池底温度可以达到 93.3,系统运行温度系统运行温度 82.2中国中西部天然盐水湖中国中西部天然盐水湖3.6.1 太阳池原理(3)太阳池发电443.7 太阳能热气流发电系统太阳能热气流发电系统3.7 太阳能热气流发电系统453.7.1 基本工作原理基本工作原理(1)3.7.1 基本工作原理(1)463.7.1 基本工作原理基本工作原理(2)v太阳能热气流发电原理太阳能热气流发电原理利利用用地地面面空空气气集集热热器器产产生生的的热热空空气气,从从吸吸风风口口进进入入烟烟囱囱,形形成成热热气气流流，驱驱动动安安装装在在烟烟囱囱内内的的风风轮轮带带动动发电机发电发电机发电分为分为3部分部分,大篷式地面空气集热器大篷式地面空气集热器,烟囱和风力机烟囱和风力机地地面面空空气气集集热热器器是是一一个个罩罩着着透透明明材材料料的的大大篷篷，太太阳阳辐辐射射能能量量50%被被地地面面吸吸收收，其其中中1/3的的热热量量加加热热罩罩篷篷内内的的空空气气，1/3的的热热量量贮贮于于土土壤壤中中，1/3的的热热量量反射和对流损失反射和对流损失影影响响电电站站的的因因素素:云云、空空气气尘尘埃埃、集集热热器器清清洁洁度度、土土壤壤特特性性、环环境境温温度度、大大气气温温度度叠叠层层、环环境境气气温温、大篷和烟囱的结构质量大篷和烟囱的结构质量3.7.1 基本工作原理(2)太阳能热气流发电原理473.7.2 50kW 示范电站示范电站(1)v西西班班牙牙建建立立了了50kW的的太太阳阳能能热热气气流流示示范范试试验验电站，电站，1982年投运年投运v主要参数主要参数烟囱高度：烟囱高度：194.6m烟囱半径：烟囱半径：194.6m集热器高度：集热器高度：1.85m风力机直径风力机直径:10m风力机转速风力机转速:100r/min发电机转速发电机转速:1000.00r/min太阳辐照度太阳辐照度:1000W/m2大篷效率大篷效率:32%风力机效率风力机效率:83%最大功率输出：最大功率输出：50kW3.7.2 50kW 示范电站(1)西班牙建立了50kW的483.8 太阳热发电技术发展前景太阳热发电技术发展前景3.8 太阳热发电技术发展前景493.8.1 不同型式太阳能热发电系统比较不同型式太阳能热发电系统比较 v五种太阳能热发电系统五种太阳能热发电系统塔式太阳能发电系统塔式太阳能发电系统槽式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统盘式太阳能热发电系统盘式太阳能热发电系统太阳池热发电系统太阳池热发电系统太阳能热气流发电系统太阳能热气流发电系统v前前3种种为为聚聚光光方方式式太太阳阳能能热热发发电电系系统统，后后2种种为非聚光方式为非聚光方式v前前3种种为为高高温温太太阳阳能能热热发发电电系系统统，后后2种种为为低低温太阳能热发电系统温太阳能热发电系统3.8.1 不同型式太阳能热发电系统比较 五种太阳能热发电系50新能源发电技术太阳能热发电技术资料课件513.8.2 发展趋势发展趋势(1)v槽式太阳能热发电系统趋势槽式太阳能热发电系统趋势随着电站装机容量的增大，发电成本随之下降随着电站装机容量的增大，发电成本随之下降随着时间推移与常规能源具有价格可比性随着时间推移与常规能源具有价格可比性太阳依存率太阳依存率50%寿寿命命30年年，寿寿命命内内，每每平平方方米米集集热热面面积积可可替替代代一桶石油一桶石油槽槽式式太太阳阳能能热热发发电电技技术术比比较较简简单单和和实实用用，运运行行和维护方便和维护方便建设周期短，工时少建设周期短，工时少3.8.2 发展趋势(1)槽式太阳能热发电系统趋势523.8.2 发展趋势发展趋势(2)v前面的研究和工程有了一个基础前面的研究和工程有了一个基础v电力需求巨大电力需求巨大电力需求按电力需求按4.5%增长增长v人人口口密密集集的的发发展展中中国国家家，太太阳阳能能资资源源丰丰富富，具具有有巨巨大的发展潜力大的发展潜力世界上太阳能辐射总量超过世界上太阳能辐射总量超过2000kWh/(m2a)v常规能源日渐枯竭，环境污染严重常规能源日渐枯竭，环境污染严重3.8.2 发展趋势(2)前面的研究和工程有了一个基础