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和我一起了解澳大利亚的太阳能热利用2014-05-22 15:47:53???来源：白凤武 中国科学院电工研究所???评论： HYPERLINK /index.php?m=contentc=indexa=showcatid=12id=1138 \l comment_iframe 0 点击：1163 作者简介：白凤武，中国科学院电工研究所研究员，北京市太阳能热发电工程技术研究中心主任，工学博士，博士生导师。目前在澳大利亚CSRIO做访问学者。邮箱： HYPERLINK mailto:baifw@ baifw@导语：作者身处澳洲大陆，这里阳光充足，空气清新，是利用太阳能和开展太阳能热利用技术研究的绝佳地点。1 澳大利亚的太阳能资源??? 澳大利亚位于南半球的南太平洋上，是一个与世界其它国家隔离的大陆岛国。是全世界最小的洲，同时亦是全世界最大的岛屿。它是世界第六大国家，排在俄罗斯、加拿大、中国、美国及巴西之后，面积约770万平方公里。澳大利亚是世界上太阳能资源最好的国家之一，其单位面积的年辐照量为1500-1900 kWh/m2/year。图1和图2分别列出了其年平均日辐照量和年平均日法向直射辐照量[1] 。 图1 澳大利亚太阳辐照度分布图 图2 澳大利亚太阳法向直射辐照度（DNI）分布图 2 太阳能热水器技术及应用? 2.1 澳大利亚的生活环境适合发展太阳能热利用技术??? 澳大利亚幅员辽阔，人口稀少，除悉尼、墨尔本等大城市的中心区域高楼林立外，其余大部分地区以独立房屋为主，图3为本文作者拍摄于纽卡斯尔市郊一个高尔夫球场接待中心。澳大利亚人们居住的主要是一层或二层房屋，而且多数家庭都有车库、草地等，屋顶均非常适合安装太阳能热水器。 图3 纽卡斯尔市郊一个高尔夫球场接待中心 ? 2.2 澳大利亚的太阳能热水器技术及应用现状??? 目前澳大利亚广泛使用的有真空热水器（如图4[2]）和平板热水器（图5[3]）。虽然每个州都有相应的太阳能热水器安装的补贴政策，但目前的市场开发不成功，在家用热水器中的占有率仅为8-10%，虽然在过去的5年里有3-4%的增长率[4]。 图4 户用真空热水器 图5 户用平板热水器 3 太阳能空调??? 目前澳大利亚境内大约有十余处太阳能空调的示范系统，其中伊卡丘地区保健院的太阳能空调系统是规模最大的项目，该项目采用真空管式集热器和单级吸收式致冷机，项目总投资219.1万澳元，于2011年3月开始投入运行，设计容量220kWth，以水为传热流体，使用了1632根真空吸热管，吸收式致冷机功率为500kW，并设有10000吨的储热水箱，每年可节约电量38.2万度，缓解当地峰值电网的13%负荷，减少547吨的二氧化碳排放 [5] 。其集热系统如图6[5]所示。 图6 伊卡丘地区保健院的太阳能空调系统的集热部分 ??? 2007年在纽卡斯尔地区采用50㎡槽式集热器的REDI太阳能致冷示范项目投入运行，其槽式集热器模块开口尺寸为1.2m，长度为 24m，可以产生230℃热源，也可以用于有机工质朗肯循环发电系统。 图7 用于太阳能致冷系统的槽式集热器[6] 4太阳能热发电? 4.1 产业发展现状??? 澳大利亚一直很重视太阳能热发电的发展，目前已经建成的太阳能热发电示范系统很多。? （1）槽式太阳能热发电??? 澳大利亚国立大学（ANU）在2005年研制了新型槽式集热器，如图8[7]所示。在槽式集热器的产业化方面，澳大利亚的公司并未定位于高温太阳能热发电领域，而是研发了小开口尺寸的槽式集热器用于产生250℃以下的热源供太阳能致冷、有机朗肯循环发电等方面应用。 图8 澳大利亚国立大学研制的槽式集热器 ???(2)线性菲涅尔式太阳能热发电??? 在新南威尔士州猎人谷地区的Liddell 电站内建成了总计18500平方米的线性菲涅尔式集热系统，由Areva Solar和 Novatec Solar共同完成，为燃煤火电站的给水系统进行预热[8]。2013年Areva Solar公司成功建成承建44 MWth的线性菲涅尔太阳能集热系统为Kogan Creek 250Mwe燃煤火力发电站进行给水预热[9]。 图9 Areva Solar公司的线性菲涅尔式集热系统 ???? (3)塔式太阳能热发电??? 如图10所示的Lake Cargelligo塔式电站，装机容量3MWe，采用石墨进行吸热和储热直接加热水产生过热蒸汽，其过热蒸汽温度可高于500℃。该系统由澳大利亚Graphite Energy公司研制，具备良好应用前景。 图10 Lake Cargelligo塔式电站[10] ??? 澳大利亚联邦科学与工业研究组织( Commonwealth Scientific and In