太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转换为工作流体的高温热能,然后通过常规的热机或其他发电技术将其转换成电能的技术。太阳能热发电主要分为塔式、槽式、碟式和太阳能热气流发电四种类型。前三种太阳能热发电系统类型属聚光型,太阳能热气流发电属于非聚光型。发达国家在多年的研究中建立了各种类型的太阳能热发电示范电站,并达到并网发电的实际应用水平。图6.11为太阳能光热发电示意图。
图6.11 太阳能光热发电示意图
1.塔式发电系统
塔式太阳能热发电系统由定日镜场、中心接收塔、能量存储系统、热交换器、备份锅炉和热电厂组成。其利用定日镜场将太阳光聚焦并反射到中心接收塔上的中心接收器上,通过能量转换把热量传递给热传导工质,由蒸汽发生器产生蒸汽(550~700℃)带动蒸汽涡轮发电机产生电能。
2.碟式发电系统
碟式太阳能热发电系统由旋转抛物面吸热器、反射镜、跟踪装置和热功转换装置等组成。其利用旋转抛物面反射镜,将入射的太阳光聚集在焦点上,在焦点处放置太阳能接收器接收较高温度的热能,从而加热工质,驱动发电机组发电;或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置发电。(www.daowen.com)
3.槽式发电系统
槽式太阳能热发电系统由聚光集热装置、蓄热装置、热机发电装置和辅助能源装置(如锅炉)组成。其利用大面积单轴槽式太阳能追踪采光板把太阳光聚焦到安装在抛物线形反光镜焦点上的线形接收器中,加热流过接收器的热传导工质,使热传导工质汽化,并将在热转换设备中产生高压、过热的蒸汽送入常规蒸汽涡轮发电机内进行发电。
4.太阳能热气流发电
太阳能热气流发电系统包括四个主要部分:太阳能集热棚、蓄热层、烟囱和涡轮发电机组。其基本原理是利用了温室效应、烟囱效应和涡轮机发电技术。集热棚用金属支架支撑,其上铺盖玻璃、薄膜等透明或半透明材料,蓄热层一般采用土壤或砂石,太阳辐射透过集热棚透明材料使蓄热层的温度升高,蓄热层加热集热棚中的空气使其密度减小,从而和环境形成密度差。棚中央的烟囱起负压管的作用,加大了系统内外的压力差,形成强烈的上升流动。当系统内部空气以一定的速度进入烟囱入口时,热气流驱动设置在烟囱底部的涡轮机转动,从而带动发电机发电。
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