第九讲太阳能热发电20161119资料.pptx

太阳能热发电 概述 目前太阳能发电的两种基本方式： 太阳能热发电技术 太阳能光发电 太阳能热能发电 太阳能热动力发电 太阳能热动力发电 利用聚光太阳能集热器将太阳辐射能收集起来，加热水或通过其他传热介质加热水，使之产生蒸汽，驱动热力发动机，再带动发电机进行发电。 概述 太阳能热能发电 先把太阳辐射能转换为热能，然后再把热能直接转换为电能。发电装置本体无活动部件，但它们目前的发电功率均很小，有的仍处于原理性试验阶段，尚未进入商业化应用。 概述 太阳能热发电系统与火力发电系统的工作原理基本上相同的。根本区别在于热源不同。 通常所说的火力发电，主要是指汽轮机发电，也就是利用燃料在锅炉中燃烧得到的热能将水加热成为蒸汽，蒸汽冲动汽轮机，汽轮机带动发电机发出电。 火力发电系统由锅炉、汽轮机、发电机等主要设备和许多附属设备组成。 火力发电系统工作原理 蒸汽做功 火力发电系统的能量转换过程 煤炭、石油和天然气等燃料包含的化学能在燃烧即氧化反应过程中以热量的形式释放出来，热量加热锅炉中的水和蒸汽，成为蒸汽所包含的热能． 高温高压的过热蒸汽在汽轮机中膨胀做功，转化为高速气流，推动汽轮机旋转，热能转换为机械能．（过热蒸汽才有高速气流效果） 最后，由汽轮机带动发电机旋转发电，输出电能。这就是火力发电系统发电的整个能量转换过程。 有效利用热能是提高火电厂热效率的关键 利用太阳能进行热发电的能量转换过程，首先是将太阳辐射转换为热能，然后是将热能转换为机械能，最后是将机械能转换为电能。整个系统的效率也将由这3部分的效率所组成。 太阳能热发电系统基本工作原理 太阳能热发电系统基本组成 集热子系统 吸收太阳辐射能转换为热能的装置。主要包括聚光装置、接收器和跟踪机构等部件。 100℃以下的小功率装置，多为平板式集热器。 对于在高温条件下工作的太阳能热发电系统来说，必须采用聚光集热装置来提高集热温度，从而提高系统效率。 太阳能热发电系统基本组成 聚光集热器主要有以下几种类型: (1)复合抛物面反射镜聚焦集热器，需季节性调整其倾角。 太阳能热发电系统基本组成 (2)线聚焦集热器，常采用单轴跟踪的抛物柱面反射镜聚光。 (3)固定的多条槽型反射镜聚焦集热装置和固定的半球面反射镜线聚焦集热装置，其吸热管都需跟踪活动。 太阳能热发电系统基本组成 (4)点聚焦方式，它提供了最大可能的聚光度，并且成像清晰，但需配备全跟踪机构。 (5)菲涅尔透镜，常用硬质或软质透明塑料模压而成，可做成长的线聚焦装置或圆的点聚焦装置，要相应配置单轴跟踪机构或全跟踪机构。 (6)塔式聚光集热装置，它是大功率集中式太阳能热发电系统的主要聚光集热器的结构方式。 太阳能热发电系统基本组成 构成聚光装置反射面的主要材料是反射镜面，如把铝或银蒸镀在玻璃上，或者蒸镀在聚四氟乙烯及聚酯树脂等膜片上。 对于玻璃反射镜，可蒸镀在镜子的正面或反面。 镀在正面，反射率高，没有光透过玻璃的损失，但不易保护，寿命较短。 镀在反面，尽管由于阳光必须透过玻璃会引起一些损失，但镀层易保护，使用寿命较长，因而目前应用较多。 接收器的主要构成部件是吸收体。其形状有平面状、点状、线状，也有空腔结构。在吸收体表面往往覆盖选择性吸收面，它们对太阳光的吸收率e很高，而在吸收体表射率越小，接收器所能达到的温度越高。 为使聚光器、接收器发挥最大的效果，反射镜应配置跟踪太阳的跟踪机构。 实现跟踪的方法，有程序控制式和传感器式。 程序控制式，是预先用计算机计算并存储设置地点的太阳运行规律，然后依据程序以预定的速度转动光学系统，使其跟踪太阳。 传感器式，是用传感器测出太阳入射光的方向，通过步进电机等驱动机构调整反射镜的方向，以消除太阳方向同反射镜光轴间的偏差。 热传输子系统 对于热传输子系统的基本要求是 (1)输热管道的热损耗小； (2)输送传热介质的泵功率小； (3)热量输送的成本低。 太阳能热发电系统基本组成 为减少输热管道的热损失，目前主要有两种做法：一种是在输热管外面包上陶瓷纤维、聚氨基甲酸酯海绵等导热系数很低的绝热材料；另一种是利用热管输热。 蓄热与热交换子系统 由于地面上的太阳能受季节、昼夜和云雾、雨雪等气象条件的影响，具有间歇性和随机不稳定性，为保证太阳能热发电系统稳定地发电，需设置蓄热装置。 蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。 太阳能热发电系统基本组成 (1)低温蓄热 以平板式集热器收集太阳热和