关于我国开展太阳能光热发电标准规范化的若干建议.docx

关于我国开展太阳能光热发电标准化的若干建议所属分类: 标准化科研 来源: 中国电器工业协会 标准化与技术评价中心 更新日期: 2012-02-14摘要：本文详细阐述了太阳能光热发电发展的国内背景、主要发电形式，分析了太阳能光热发电的国内外现状及我国太阳能光热发电存在的主要问题，并提出了未来开展太阳能光热发电标准化工作的若干建议。关键字：太阳能、光热发电、标准化一、概述能源危机是今后人类生存面对的一个相当大的问题，一味的燃烧化石能源，不仅仅地球资源会枯竭，还会产生大量的二氧化碳等温室气体的排放，导致气候变化，危及人类的可持续生存和发展。2009年哥本哈根会议上，中国率先承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，这给我们未来的节能减排工作带来严峻的挑战。目前我国已经将节能减排的目标分配到各省市，并作为考核地区的硬指标，继而出现某些城市的拉闸限电，给企业带来很大的损失，也给居民的日常生活带来不便。由此可见，寻找新能源已经成为人类面临的迫切问题。太阳能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到人们的青睐，在人类的生活和工作中有着广泛的应用，其中之一就是将太阳能转化为电能。利用太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光热发电的原理是利用集热器把太阳辐射产生的热能收集起来给介质加热产生蒸汽推动汽轮发电机发电。按太阳能采集方式划分，到目前为止，世界上主流的太阳能光热发电站的形式主要有：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式太阳能光热发电系统。二、太阳能光热发电的主要形式1、塔式太阳能光热发电系统塔式太阳能光热发电系统是在空旷的地面上建立一个高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定一个吸热器，塔的周围安装一定数量的定日镜，定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，并将太阳光反射到吸热器，位于塔顶的吸热器吸收由定日镜反射而来的高热流密度辐射能，将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电，如图1所示。塔式太阳能光热发电系统具有聚光倍数高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等优点。但塔式太阳能光热发电系统一次性投入大，每台定日镜都需要一个单独的二维跟踪设备，装置结构和控制系统复杂，精度要求、维护成本较高。此外，塔式太阳能光热发电不适合大规模化运营。图1 塔式太阳能光热发电系统2、槽式太阳能光热发电系统槽式太阳能光热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能光热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，将直射太阳光聚焦到位于抛物线焦点的中高温太阳能真空集热管上，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电，如图2所示。槽式太阳能光热发电结构简单，成本较低，并且可以将多个聚光吸热装置经过串联和并联进行排列，构成较大的光热发电系统。但存在聚光比较小、热传递回路长、传热工质温度难以提高、系统综合效率低等缺点。图2 槽式太阳能光热发电系统3、碟式太阳能光热发电系统碟式太阳能光热发电的基本原理是：太阳辐射能经过聚光器汇聚之后，被集热管吸收，转化为热能，并传递给工质，使工质温度升高，形成高温热源，送入热机，能量在热机系统中转化为机械能，推动发电机运转，对外发出电流，如图3所示。碟式太阳能光热发电系统可以单机标准化运行，具有寿命长、综合效率高、运行灵活性强等优点，发电成本不依赖于工程规模，适合偏远地区离网分布式供电。但碟式太阳能聚焦器相对较复杂，太阳能热利用对其光学和机械系统的精度要求使得无论在设计加工、运行中都会遇到一些问题。此外，其单机规模受限，造价昂贵。图3 碟式太阳能光热发电系统4、线性菲涅尔式太阳能光热发电系统线性菲涅尔式太阳能光热发电工作原理与槽式光热发电系统类似，只是用菲涅尔结构的聚光镜代替抛物面镜，利用线性菲涅尔反射聚光集热器，将太阳能收集，产生高温高压蒸汽从而推动汽轮发电机发电。相比于槽式光热发电系统结构更为简单，且吸热管无需真空处理，降低了技术成本和难度，但是总体效率不高。总体来说，不同形式的太阳能光热发电站各有优缺点，目前针对每种形式的太阳能光热发电各国都在致力于关键技术的攻克，希望太阳能光热电厂能够早日规模化运营。三、太阳能光热发电国外现状当前，太阳能光热电厂分布于美国、西班牙、德国、印度、澳大利亚等国家。据统计，全球现正在运营或正在建设的太阳能光热发电装机容量预计已近3,000 MW。发展太阳能光热最为积极的国家为西班牙和美国。西班牙太阳能光热发电并网容量已达800 MW，是世界上太阳能光热发电量最大的国家。西班牙现计划于2013年年底以前完成2,500 MW太阳能光热并网发电，到2020年以前将完成140,000 MW太阳能光热并网发电。美国太阳能光热发电并网容量已达500MW，并已与电力企业签订了9,000 MW的太阳能光热电力采购协议。由于太阳能光热发电的巨大市场潜力，其在各