光热发电行业行业研究报告_图文.docx

光热发电行业研究报告光热发电产业概述光热发电是一种通过聚光装置将太阳光汇聚到吸热装置，并经传热换热产生高温气体或流体，再通过机械做功直接转化为三相交流电的发电形式。光热发电电能质量优良、稳定性高，可储能、可调峰、可连续发电，考虑储能的情况下更具成本优势，生命周期更长、污染更少，可与多种产业(如海水淡化)协同，与传统能源以及光伏等其他新能源相比具备比较优势，未来发展空间巨大。光热与光伏发电方式对比光伏和光热发电都是太阳能利用的主要方式，光伏由于产业化发展较早，技术成熟、成本较低，目前太阳能产业中主要是光伏产业，但是由于光伏生产环节污染重，原材料和市场对国外依存度较高，且光转化率较低且储能存在较大的问题，适合小型的、分布式的发电。而光热生产、运营的污染很低，转化效率较高，适合规模化建设，而且可以廉价储能，装机容量越大，发电成本越低，可以规模化应用于大型电站，另外太阳能光热发电连续稳定发电和调峰发电能力强，与现有电网匹配性好，如果能和常规电站配合，能有效降低发电成本，这些对改善电网的品质都具有重大的意义。两种方式对比如下：光热与光伏发电方式比较光热发电方式分析光热发电主要方式概述太阳能光热发电的原理是：利用集热装置收集太阳热能加热介质，并通过换热装置提供蒸汽、驱动传统的汽轮发电机发电。从目前太阳能热发电的方式来看，主要有点聚焦太阳能热发电系统（包括塔式热发电系统和碟式热发电系统）和线聚焦太阳能热发电系统（包括槽式热发电系统和菲涅尔式热发电系统）。光热发电主要方式槽式发电槽式太阳能热发电站中，抛物面槽式聚光集热器通过串联和并联方式相互连接，并通过模块化布局形成集热场。利用并联排列的槽式抛物面聚光器将太阳能聚到中心线上，在对日跟踪系统的作用下，阳光被连续聚焦在安装于焦线处的集热管上，集热管中的导热油将热量连续不断地输送到高压蒸汽发生器中，通过换热器进行热量交换，产生热蒸汽，送至汽轮机发电机组做功发电。汽轮机出口低温低压蒸汽经过凝汽器冷凝后，返回导热油/水蒸汽发生器。经过导热油/水蒸汽发生器放热后的导热油返回抛物面槽式聚光集热器进行加热，形成封闭的导热油循环回路。其系统流程如图表3所示。当太阳辐照度较高时，可以将部分高温热量通过换热器存储在高温存储罐中，当太阳辐照强度较弱时，提取高温储热罐中的热量用于发电，以平衡太阳能波动对电力输出稳定性的影响。槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。槽式太阳能热发电系统示意图塔式塔式太阳能热发电系统是在很大面积的场地装有许多台大型太阳反射镜，将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。按照传热工质的种类，塔式太阳能热发电系统主要有水/蒸汽、熔融盐和空气等形式。1）水/蒸汽太阳能塔式热发电系统。以水/蒸汽作为传热工质，水经过吸热器直接产生高温高压蒸汽，进入汽轮发电机组，系统原理图如图表5所示。水/蒸汽塔式太阳能热发电系统的传热和做功工质一致，年均发电效率可达15%以上。水/蒸汽具有热导率高、无毒、无腐蚀性等优点。蒸汽在高温运行时存在高压问题，在实际使用时蒸汽温度受到限制，抑制了塔式太阳能热发电系统运行参数和系统效率的提高。 水/蒸汽太阳能塔式热发电系统示意图2）熔融盐太阳能塔式热发电系统。以熔融盐作为传热介质，在吸热器内加热后，通过熔融盐/蒸汽发生器产生蒸汽，并推动汽轮机发电。如图表6所示，加热后的熔融盐先存入高温储存罐，然后送入蒸汽发生器加热水产生高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机组。汽轮机乏汽经凝汽器冷凝后返回蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的熔融盐送至低温储存罐，再送回吸热器加热。常用的硝酸钠加硝酸钾的混合盐沸点较高，可达620°C，可以实现热能在电站中的常压高温传输，实现系统高参数运行，传热和蓄热工质一致，减小换热过程损失，年均发电效率可达20%。熔融盐太阳能塔式热发电系统示意图3）空气太阳能塔式热发电系统。以空气作为传热工质，空气经过吸热器加热后形成高温热空气，进入燃气轮发电机组发电的太阳能热发电系统（见图表7）。空气作为传热工质，易于获得，工作过程无相变，工作温度可达1600°C，由于空气的热容较小，空气吸热器的工作温度可高于1000°C，大大提高燃气轮机进口空气温度，减少燃气用量，年均发电效率可达30%。空气太阳能塔式热发电系统示意图蝶式（盘式）碟式太阳能热发电系统外形类似卫星信号接收器，是利用碟式聚光器将太阳光聚集到焦点处的吸热器上，通过斯特林循环或者布雷顿循环发电的太阳能热发电系统。碟式聚光器的焦点随着碟式聚光器一起运动，没有余弦损失，光学效率可以达到约