聚光太陽能發(fā)電的幾種主要形式

1、聚光太陽能發(fā)電的幾種主要形式一、線性聚光系統(tǒng)線性聚光太陽能發(fā)電采用線聚焦技術(shù)，線性聚光器包括拋物面槽式系統(tǒng)和線性 菲涅耳反射系統(tǒng)2種，利用很大的反射鏡來捕獲太陽的能量，并把太陽光反射和對 焦集中到焦線上，在這條焦線上安裝有線性管狀集熱器，集熱器吸收聚焦后的太陽 輻射能，把吸熱管內(nèi)的流體加熱，然后產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動渦輪發(fā)電機產(chǎn)生電力。 線性集中聚光器系統(tǒng)通常由按南北向平行排列的大量聚光器組成，這樣保證最大限 度地聚集太陽能。拋物面槽式系統(tǒng)目前，在美國太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的是拋物面槽式線性聚光系統(tǒng)， 槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能聚光器，以及吸熱配件或接收器和跟蹤機構(gòu)組成。其 中太陽能聚光器由

2、許多彎曲的反射鏡組合裝配而成，安裝在支架上。吸熱管或接收 器管沿著每個拋物形反射鏡的焦線固定安裝，用以吸收太陽輻射能，傳熱工質(zhì)（不 管是傳熱流體還是水/蒸汽）都要從太陽能集熱管中流過，從而產(chǎn)生過熱蒸汽，直接 輸送到渦輪機用以發(fā)電。線性菲涅爾反射器系統(tǒng)第二種線性聚光技術(shù)是線性菲涅爾反射器系統(tǒng)，該系統(tǒng)由反射鏡。聚光器和跟 蹤機構(gòu)組成。把平坦的或略有彎曲的反射鏡安裝配置在跟蹤器上，在反射鏡上方的 空間安裝吸熱管，反射鏡把陽光反射到吸熱管。有時在聚光器的頂部加裝小型拋物 面反射鏡，以加強陽光的聚焦。二、碟式引擎系統(tǒng)與其他聚光太陽能發(fā)電技術(shù)相比，碟式引擎系統(tǒng)產(chǎn)生的電力功率相對較少，通常在325萬kW的范

3、圍內(nèi)，很適合分布式應(yīng)用，如果將多個這樣分布安裝的單元碟式。引擎系統(tǒng)整合成一簇，可以實現(xiàn)集中向電網(wǎng)供電，不但能緩解電力能源 需求，還可以提高整個電網(wǎng)的運行安全性。整個發(fā)電系統(tǒng)安裝在一個雙軸跟蹤支撐機構(gòu)上，實現(xiàn)定日跟蹤，連續(xù)發(fā)電，發(fā)電效率高達30%，在相同的運行溫度下，發(fā)電效率明顯高于槽式和塔式，是所有太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中效率最高的。缺 點是碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的單元發(fā)電容量較小。三、塔式系統(tǒng)塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要由日光反射鏡子系統(tǒng)。接收器組成，見圖。其中日 光反射鏡子系統(tǒng)由大量大型。平坦的太陽跟蹤反射鏡構(gòu)成，對太陽進行實時跟蹤， 把太陽光聚焦到塔頂?shù)慕邮掌鳌Ｔ诮邮掌髦袑鳠崃黧w進行加熱，產(chǎn)生高溫

4、過熱蒸 汽，過熱蒸汽推動常規(guī)渦輪發(fā)電機組發(fā)電。一些電力塔利用水。蒸汽作為傳熱流 體。由于其卓越的傳熱和能量存儲能力，在其他先進的設(shè)計中，對其進行了熔融硝 酸鹽試驗。具有商業(yè)規(guī)模的工廠可以生產(chǎn)200MW的電力造價十分昂貴，建設(shè)電站的投 資很高聚光太陽能發(fā)電的基本原理聚光太陽能發(fā)電使用拋物鏡將光線聚集到充有合成油的吸熱管上，再將加熱到約400攝氏度的合成油輸送到熱交換器里，將熱量通過此加熱循環(huán)水，將水加 熱，產(chǎn)生水蒸氣，推動渦輪轉(zhuǎn)動使發(fā)電機運轉(zhuǎn)，以此來發(fā)電。聚光太陽能發(fā)電與太陽能電池不同，太陽能電池使用太陽電池板將太陽能直 接 變成電能，可以在陰天操作，CSP 一般只能夠在陽光充足、天氣睛朗的地方

5、進行。 聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)由聚光太陽能接收器，聚光鏡，陽跟蹤機構(gòu)組成.聚光太陽 能接收器包括聚光太陽能電池，旁路二極管和散熱系統(tǒng)等.聚光太陽能電池是將光能 轉(zhuǎn)換為電能的器件，普通的太陽能電池相比，與聚光太陽能電池接收到的電流密度 是普通太陽能電池的幾十到幾百倍，就需要聚光電池的電阻這盡量小，以減少功率 損耗，時要設(shè)計適合采集高同解電流密度的電池柵線.目前國際上聚光電池主 要有硅 聚光電池和IIV族多結(jié)聚光電池兩種.聚光太陽能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀對于光伏組件，目前大致可以分為非聚光的平板太陽電池組件、聚光光伏發(fā)電 組件和薄膜電池組件等三類。前者目前應(yīng)用最為普遍，后者尚處于開發(fā)之

6、中，聚光 光伏發(fā)電組件則由于結(jié)構(gòu)尺寸較大和需要對日跟蹤，通常是用在有一定場地和空間的場合，市場主要定位在鄉(xiāng)村、臺站和戶用的中型離網(wǎng)光伏電站及大型并網(wǎng) 發(fā)電中心電站。西方發(fā)達國家（如美、日、德、澳等）主要發(fā)展平板太陽電池組件，從上世紀(jì) 70年代起還發(fā)展聚光光伏發(fā)電組件，并達到了較高的技術(shù)水平和較大的規(guī)模。聚光 光伏發(fā)電組件有反射式結(jié)構(gòu)和折射式結(jié)構(gòu)兩大類，但后來主要發(fā)展折射式的，其聚光透鏡常用點聚焦平板式和線聚焦柱面式兩種。點聚焦平板式與線聚焦柱面式 聚光光伏發(fā)電組件相比，結(jié)構(gòu)緊湊，聚光比高，所用電池少，但電池溫度較高（從 而降低光電轉(zhuǎn)換效率和長期性能），對日跟蹤系統(tǒng)精度要求較高。近年有資料報道

7、2,在諸多種類的聚光光伏發(fā)電組件中，經(jīng)過長期性能檢測和運行考察，美國 ENTECH公司開發(fā)的面尺寸為O.85mx 3.66m、聚光比為21、對日跟蹤 精度士 1硅聚 光電池采用空氣）令卻的線聚焦柱面透鏡聚光光伏發(fā)電組件，其性能、壽命和可靠性 等處于領(lǐng)先地位。目前，國際上平板硅太陽電池組件的售價約為3美元/Wp，光伏發(fā) 電系統(tǒng)安裝成本約為63美元/Wp，相當(dāng)于發(fā)電成本0.22美元/kW.h。硅聚光光伏發(fā)電 組件的售價約為1美元/Wp，光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝成本約為4美元/Wp，相當(dāng)于發(fā)電成 本0.1美元/kW.h。目前，國內(nèi)平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)已比較成熟，而聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)還處于 技術(shù)開發(fā)階段。聚光

8、光伏電站用的對日跟蹤系統(tǒng)，國內(nèi)已有幾項專利，大部分因驅(qū)動電機功率大需要消耗自身的光伏電能而并不合算，且可靠性較差。聚光透鏡則國 內(nèi)還無單位研制生產(chǎn)，全部依靠進口。例如，國內(nèi)最早搞商用聚光光伏電站的秦皇 島阿爾法太陽能動力有限公司，1999 2000年為西藏阿里地區(qū)建造了幾座1kWp幾 kWp級的電站，聚光電池和平板式有機玻璃聚光透鏡（400倍點聚焦）均從美國太陽 能公司購進，但均因跟蹤系統(tǒng)失靈而失敗。對日跟蹤系統(tǒng)做得較好的山東華森太陽 能產(chǎn)業(yè)有限公司（隸屬山東華藝集團有限公司），光伏電站采用由太陽敏感器信號 控制機械伺服機構(gòu)的雙軸跟蹤系統(tǒng)，跟蹤精度達到0.1 1 kWp級光伏發(fā)電系統(tǒng)的功耗僅為

9、2W左右，聚光透鏡和聚光電池則是從已倒 閉的秦皇島阿爾法太陽能動力有限公司購進的。該公司目前已在籌備從國外引進聚光電池生產(chǎn)線，200 300倍聚光，光電轉(zhuǎn)換效率約為24%。聚光太陽能發(fā) 電的發(fā)展優(yōu)勢1、與其它產(chǎn)業(yè)相比具有產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢我國政府一直把研究開發(fā)太陽能和可再生資源技術(shù)列入國家科技攻關(guān)計劃，大 大推動了我國太陽能和可再生能源技術(shù)的發(fā)展。二十多年來，太陽能利用技術(shù)和研 究開發(fā)、商品化生產(chǎn)、市場開拓等方面都獲得了長足發(fā)展，成為快速穩(wěn)定發(fā)展的新 興產(chǎn)業(yè)之一。我國已在太陽能光伏利用領(lǐng)域做出了積極的發(fā)展，光伏技術(shù)在解決西 部邊遠無電地區(qū)人民的生活用電發(fā)揮了作用。近幾年我國在西藏、青海、甘肅等地區(qū)投

10、資建設(shè)光伏電站示范項目，為解決無電地區(qū)的供電問題作出了很大 貢獻，并積累了寶貴的經(jīng)驗。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏能源將在中國的能源 發(fā)展中占有舉足輕重的地位。2、與水利發(fā)電、火力發(fā)電相比具有資源優(yōu)勢利用太陽做能源，沒有廢渣、廢料、廢水、廢氣排出，沒有噪聲，不產(chǎn)生有害 的物質(zhì)，因而不會污染環(huán)境，沒有公害。一年內(nèi)到達地面的太陽輻射能的總量，要比地球上現(xiàn)在每年消耗的各種能源的總量大幾萬倍。我國寧夏、甘肅、青海、新疆、西藏的大部分地區(qū)年平均日照時間在3000h以上，如果光伏電站采用固定平板 式結(jié)構(gòu)，則大約有一半日照時間可利用，即年發(fā)電量為1.5kW h/Wp年；如果 采用對日跟蹤平板式結(jié)構(gòu)，年發(fā)電量約可提高40% ,即達到2.1 kW h/Wp年的 水平；若采用聚光式結(jié)構(gòu)，年發(fā)電量約可提高47%，即達到2.2 kW h/Wp年。3、與潛在的競爭對手相比具有市場優(yōu)勢我國是石化能源資源貧國，人均能源資源不足世界平均水平的一半，現(xiàn)在耗能 是以煤炭為主（約占70%）。要實現(xiàn)2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩 番的目 標(biāo)，能源供需矛盾十分突出，到時石化能源產(chǎn)生的CO2排放量為全球第一（約占28%）。另外，目前我國西部地區(qū)約有2萬多個村、700多萬戶、3000多 萬農(nóng)牧民處于無電狀態(tài)。但是，我國是富太陽能資源國，全