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第二章 太阳能发电技术 目前, 较为成熟的太阳能发电技术是光伏发电和太阳能热发电。 第一节 太阳能热发电 1.概述 太阳能发电分为太阳能直接光发电和太阳能间接光发电。 太阳能直接光发电有太阳能光伏发电、太阳能光感应发电等。 太阳能间接光发电有太阳能热发电、太阳能光化学发电、太阳能光生物发电等。 太阳能热发电分为太阳能热直接发电和太阳能热间接发电。太阳能热直接发电有太阳能热离子发电、太阳能热光伏发电、太阳能热温差发电和太阳能热磁流体发电等。太阳能热间接发电分为非聚光类太阳能热发电（低温）和聚光类太阳能热发电（中、高温）。非聚光类太阳能热发电有太阳池热发电、太阳能热气流发电等。聚光类太阳能热发电有塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太阳能热发电。 聚光类太阳能热发电是通过聚光产生高温，再通过各种发电装置将热能转换为电能，效率较高,具有应用前景。 太阳能热发电系统一般由六部分组成： （1）太阳能集热子系统：将分散的、功率密度低的太阳能聚集。 （2）吸热与输送热量子系统：吸收聚集的太阳热量，输送给工质。 这两部分简称为太阳场，是太阳能发电系统的核心。 （3）蓄热子系统：将多余的太阳热量储存起来，以便太阳辐射不足或夜间也能发电。使发电装置能稳定运行。 （4）蒸汽发生系统：将热量专递给工质，使温度、压力提高。 （5）动力子系统：蒸汽膨胀做功。 （6）发电子系统：将机械能转化为电能。 除热源外，太阳能热发电与常规化石能源热力发电方式热力学工作原理相同，都是通过Rankine（兰金、郎肯）循环、Brayton（布雷顿）循环或Stirling（斯特林）循环将热能转换为电能。 Rankine循环 Brayton（布雷顿斯特灵发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。它包含了一定量的气体，这些气体在“冷”端（通常是室温）和“热”端（通常由煤油或酒精燃烧进行加热）之间运动。位移活塞推动着气体在两个“端”之间运动。伴随着气体的膨胀和压缩，动力活塞也改变了发动机内部的体积 2.槽式太阳能热发电系统 槽式太阳能热发电是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列, 产生高温, 加热工质, 产生蒸汽, 驱动汽轮机发电机组发电的系统。槽式太阳能热发电系统具有规模大、寿命长、成本低等特点, 非常适合商业并网发电。整个系统包括聚光集热子系统、换热子系统、发电子系统、蓄热子系统和辅助能源子系统。 （1）聚光集热子系统。是系统的核心, 由聚光镜、接收器和跟踪装置构成。作用是收集太阳能量，加热工质。 （2）换热子系统。由预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器组成。当系统工质为油时, 采用双回路, 即接收器中工质油被加热后, 进入换热子系统中产生蒸汽, 蒸汽进入发电子系统发电。直接采用水为工质时, 可简化此子系统。 （3）发电子系统。基本组成与常规发电设备类似, 但需要配备一种专用装置, 用于工作流体在接收器与辅助能源系统之间的切换。 （4）蓄热子系统。太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常运行。蓄热的方法主要有显式、潜式和化学蓄热三种方式。 （5）辅助能源子系统。在夜间或阴雨天, 一般采用辅助能源系统供热, 否则蓄热系统过大会弓起初始投资的增加。 一种双回路槽式太阳能热发电系统工作原理如图： 一种单回路槽式太阳能热发电系统工作原理如图： 在1985~1991年间, 美国在南加州先后建成9座槽式太阳能热发电站, 总装机容量353.8MW, 是世界上规模最大、成效最高的太阳能发电工程。 以最为典型的80MW装机容量的SEGSⅧ电站为例, 其主要技术特征为槽式抛物面反射镜东西向放置, 采用单轴跟踪技术。集热器为性能优越的LS-3型集热器它使用的是真空管环形接收器, 直径70mm的不锈钢管装在同心直径为115mm圆柱形玻璃套内, 玻璃管上涂覆双层减反射膜, 阳光透过率为0.965, 玻璃管内保持真空以减少热损失, 不锈钢管表面采用磁控溅射涂覆高温选择性吸收涂层, 其可见光吸收比达0.96, 红外发射比为0.19,不锈钢管和玻璃套管间采用可伐封接；集热器工作介质为导热油, 工作温度为391℃ 整个电站共使用了900个这样的太阳集热器。抛物面反射镜的开口面积达545m2, 使用了224块扇形玻璃镜片, 镜片背面镀银, 每片镜片由4个圆形托盘托附在支架上,支架上装有太阳辐射传感器, 经液压传动机构驱动支架跟踪太阳, 如遇恶劣天气, 支架自动翻转, 镜面开口向下, 从而使镜面和接收器得到保护。SEGSⅧ电站的循环效率为38.5%, 峰值太阳能热电转换效率为24%, 年平均太阳能热电转换效率为14%。LS-3型集热器的工质是导热油, 整个系统采用双回路设计, 导热油在换热子系统中, 产生高温水蒸汽进入汽轮机组发电。但是双回路不仅降低了系统效率而且增加了设备投资