太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)論文

1、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)論文淺談太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用摘要：太陽(yáng)能光伏發(fā)電已成為人們擺脫對(duì)化石燃料依賴的大功臣之一，尤其是化石 燃料在提供能量的同時(shí)對(duì)居住環(huán)境帶來(lái)的溫室效應(yīng)等各種負(fù)面影響及化石燃料的逐漸枯竭, 世界各國(guó)都在研究和探索清潔、環(huán)保的可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等。太陽(yáng)能作 為新型清潔能源之一，擁有乜大潛力。盡管太陽(yáng)能具有很多優(yōu)點(diǎn)，但太陽(yáng)能的分散性、不 易儲(chǔ)存、受環(huán)境影響等多方面的不利因素影響著太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)及利用。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外專家的 潛心研究，太陽(yáng)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)不斷深入，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)己進(jìn)入了商業(yè)運(yùn)用階段。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池;熱發(fā)電;太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)能源已成為影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一大主要因素，

2、尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐漸 枯竭，當(dāng)今世界己出現(xiàn)了能源爭(zhēng)奪之戰(zhàn)。局部地區(qū)的很多都是由不可再生能源的爭(zhēng)奪引發(fā) 的。面對(duì)人們能源需求量的增加而不可再生能源的減少，人們開(kāi)始轉(zhuǎn)而尋求對(duì)可再生能源 的開(kāi)發(fā)，如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等。盡管目前太陽(yáng)能占能源總量的比重不大，但未來(lái)的發(fā) 展?jié)摿Σ豢上蘖浚袑＜彝茰y(cè)，到2100年來(lái)口太陽(yáng)的能源超過(guò)世界能源需求總量的一半 以上。一、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)槪述太陽(yáng)能作為一種清潔能源之所以被人們開(kāi)發(fā)利用的時(shí)間不長(zhǎng)是因?yàn)樘?yáng)熱能的低密度、 間歇性、空間分布不斷變化等特點(diǎn)，使太陽(yáng)能的收集和利用比較困難。因此，要想研發(fā)太 陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，必須要找到有效地收集和利用太陽(yáng)能的方法

3、，也是太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù) 的關(guān)鍵。因此太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)有四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即聚光器技術(shù)、吸收器技術(shù)、跟蹤技 術(shù)和熱能存儲(chǔ)技術(shù)。聚光器技術(shù)、吸收器技術(shù)主要是研究如何更高效地獲取太陽(yáng)光源，難 點(diǎn)在丁解決太陽(yáng)光熱能的低密度、分布不斷變化等特點(diǎn)；熱能存儲(chǔ)技術(shù)攻克的難點(diǎn)在丁如 何將收集到的太陽(yáng)光源存儲(chǔ)起來(lái)，并減少熱量的損失，以備在陰天、下雨、夜間等無(wú)太陽(yáng) 光源時(shí)提供能量°盡管太陽(yáng)能是一種夭然的、清潔的、可再生的能源，但由于太陽(yáng)能所具有的低密度、 間歇性、空間分布不斷變化等特點(diǎn)，造成其開(kāi)發(fā)利用投入的成本較高，阻礙了人們對(duì)太陽(yáng) 熱能的開(kāi)發(fā)。但是太陽(yáng)熱能技術(shù)一旦前期投入完成固定投入，后期將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)

4、效益, 再加上化石燃料對(duì)地區(qū)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響及其本身的不可再生性，促使各國(guó)政府轉(zhuǎn)向大 力支持太陽(yáng)熱能的開(kāi)發(fā)。太陽(yáng)能熱發(fā)電這基礎(chǔ)的四方面技術(shù)解決的核心在于新型材料的研 發(fā)。當(dāng)前太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)主要是太陽(yáng)能光伏PY電池技術(shù)和聚光太陽(yáng)能CSP技術(shù)。我國(guó)幅 員遼闊，橫跨多個(gè)緯度，再加上地形地貌的多樣，太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)前景廣闊，根據(jù)2021年的 世界太陽(yáng)能發(fā)電關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大陸在結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池及結(jié)晶硅太陽(yáng)能 電池組件上的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，占世界總量的一半左右，是重要的太陽(yáng)能光伏電 池生產(chǎn)國(guó)。二、太陽(yáng)能熱發(fā)電常見(jiàn)的模式及比較分析在能源危機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，各國(guó)專家的持續(xù)研究下，人們對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)己

5、進(jìn)入了一個(gè)新 的時(shí)期，目前已開(kāi)發(fā)出多種形式的太陽(yáng)能熱發(fā)電模式，其中有部分技術(shù)較為成熟，已投入 商業(yè)運(yùn)行中。太陽(yáng)能熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一就是集熱器，太陽(yáng)能熱發(fā)電模式也可按集熱器 類型的不同，分為平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)和聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)。一平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、直流保護(hù)與匯集系統(tǒng)、交流保護(hù)與開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、 逆變器、發(fā)電量計(jì)量、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等幾部分。此系統(tǒng)的工作原理是電池板陣列經(jīng)匯線箱盒匯 集后直接向直流負(fù)荷供電，再經(jīng)逆變器將匯集后的直流電源轉(zhuǎn)變成符合交流電壓、頻率的 單相或三相交流電，最后匯入用戶的電源系統(tǒng)。平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)主要在大規(guī)模并網(wǎng)型 電廠使用，在應(yīng)用中需要考慮直流線

6、路、交流線路、升壓站等部分，在發(fā)電過(guò)程中，為了 提高太陽(yáng)光的利用率，通常釆用單軸或雙軸追蹤系統(tǒng)，加長(zhǎng)陽(yáng)光直射的時(shí)間，提高發(fā)電量。 因追蹤系統(tǒng)的原理是根據(jù)太陽(yáng)方位角的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生陰影效應(yīng)來(lái)驅(qū)動(dòng)電池板，所以該系統(tǒng)占地 面積較大?？傮w來(lái)看平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)含量低、安裝施工方便，所需的 硅晶體材料的降價(jià)，成本呈下降趨勢(shì)。據(jù)估算平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)每千瓦發(fā)電1:的綜合投 資成本約為3. 34萬(wàn)元。但該系統(tǒng)存在發(fā)電效率低、不便運(yùn)輸、不便于維護(hù)等缺點(diǎn)。二聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)聚光型光伏發(fā)電技術(shù)，是最近幾年發(fā)展起來(lái)的大規(guī)模光伏發(fā)電技術(shù)，多用于兆瓦以上 規(guī)模的并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠。聚光型光伏發(fā)電技術(shù)與平板

7、型光伏發(fā)電技術(shù)相比，具有 更經(jīng)濟(jì)、建設(shè)周期短、維護(hù)方便、占地面積小、對(duì)場(chǎng)地平整程度要求不高等優(yōu)點(diǎn)。聚光型 光伏發(fā)電系統(tǒng)乂可分為槽式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)、塔式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式斯特林太陽(yáng)能熱 發(fā)電系統(tǒng)三大類。1. 槽式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能發(fā)電最早被使用的技術(shù)就是槽式聚光技術(shù)，其也成為 聚光式太陽(yáng)能技術(shù)中最為成熟的技術(shù)。槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電是借助槽形拋物面聚光器將太陽(yáng) 光聚焦反射到接收聚熱管上，通過(guò)管內(nèi)熱載體將水加熱成蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。因此， 槽式熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)是太陽(yáng)熱能聚光器、吸收器、跟蹤技術(shù)及高溫?zé)崮軆?chǔ)存技術(shù)。槽式 太陽(yáng)能熱發(fā)電廠主要包括集熱和發(fā)電兩大部分。其中集熱部分不同于傳統(tǒng)發(fā)電，主要包括

8、: 拋物面槽形反光鏡、熱接受器、單軸追蹤控制系統(tǒng)、集熱器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)兒部分。槽式聚光熱 發(fā)電系統(tǒng)是目前使用最早，最成熟也最為經(jīng)濟(jì)的發(fā)電系統(tǒng)。2. 塔式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。塔式聚光技術(shù)是通過(guò)接受器聚焦分布安裝在聚光塔周圍呈環(huán) 形排布的定日鏡陣反射的太陽(yáng)光。在接受器內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)發(fā)電。西班牙的PS20是目前建設(shè)的最大的塔式熱發(fā)電廠，裝機(jī)容量為20MW,占地約1 415畝。若場(chǎng)地條件允許，此系統(tǒng)可以搭配傳統(tǒng)熱電廠，形成循環(huán)蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)， 減少對(duì)化石燃料的依賴。3. 碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡、 吸熱器、跟蹤裝置和熱功轉(zhuǎn)換裝置等

9、組成，安裝在一個(gè)雙軸跟蹤支撐裝置上，實(shí)現(xiàn)定項(xiàng)跟 蹤，連續(xù)發(fā)電。碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)既保留了塔式系統(tǒng)聚焦比高、規(guī)模大的優(yōu)點(diǎn)， 乂較好地解決了塔頂吸熱器熱損大的缺點(diǎn)，安裝維護(hù)成本較低。但碟式斯特林聚光熱發(fā)電 系統(tǒng)也存在一些明顯的缺點(diǎn)，如發(fā)電效率低、占地面積大、使用材料多等。針對(duì)三種聚光式熱發(fā)電系統(tǒng)在規(guī)模、運(yùn)行溫度、年容量因子、峰值效率、年凈效率、 商業(yè)化情況及技術(shù)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等因素做出的綜合比較，從各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，槽式系統(tǒng)目前 在商業(yè)運(yùn)行中比較成熟。三、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景能源危機(jī)加上太陽(yáng)能資源的多種優(yōu)勢(shì)，大量的傳統(tǒng)的靠化石燃料獲取能源的公司轉(zhuǎn)而 進(jìn)入太陽(yáng)能發(fā)電的開(kāi)發(fā)，尤其是一些資源貧乏的發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本等。太陽(yáng)能的存儲(chǔ)是一 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前涉獵太陽(yáng)能電池的企業(yè)已形成規(guī)模。太陽(yáng)能電池按材料組成可分為結(jié)晶 系、薄膜系、多接合系、有機(jī)系等，市面常見(jiàn)的是結(jié)晶硅型，而薄膜系太陽(yáng)能電池未來(lái)也 將有較大的市場(chǎng)。我國(guó)作為能源需求大國(guó)，在結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池和結(jié)晶硅太陽(yáng)能電