关于太阳能光热发电的技术特点与应用探讨.docx

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关于太阳能光热发电的技术特点与应用探讨

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摘要：近年来，随着全球气候变化和环境污染问题的日益严峻，与人类生存密切相关的能源环境问题在世界范围内受到了越来越多的关注。其中，风能、太阳能等可再生能源发电技术的研究与应用对减少对化石燃料等一次能源的依赖、节能减排、保护环境具有重要的意义。太阳能具有取之不尽、用之不竭、绿色环保的优势和特点，因此，太阳能发电技术成为了目前可再生能源发电技术的主要形式之一。根据工作原理的不同，太阳能发电技术分为光伏发电和光热发电两种类型。本文将重点围绕太阳能光热发电技术的工作原理，分析太阳能光热发电技术的类型、特点与应用范围，并总结目前国内外太阳能光热发电技术的研究与应用进展。

关键词：太阳能；光热发电；技术特点；应用进展

引言：

随着我国社会经济不断发展，对能源的需求量也越来越大。而不可再生资源的过程消耗造成资源短缺问题越来越严重，现如今能源危机已成为困扰全球发展的大问题。因此，人们对可再生资源的利用关注度越来越高，太阳能、风能等都是可再生资源，而且污染小，对生态环境保护也具有积极的作用。因此，为了实现我国社会经济的可持续发展，研发和应用新能源已成为我国发展建设过程中的重要内容。

1、太阳能热发电技术概述

太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点，使太阳能的收集和利用比较困难。因此，要想研发太阳能光伏发电技术，必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法，也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术，即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源，难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点；热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来，并减少热量的损失，以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。

尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源，但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点，造成其开发利用投入的成本较高，阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成（固定投入），后期将带来可观的经济效益，再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性，促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏（PV）电池技术和聚光太阳能（CSP）技术。

2、太阳能光热发电技术特点与应用范围

2.1塔式集热系统

塔式集热系统又称集中型系统，其集热系统由数以千计带有双轴太阳追踪系统的平面镜(称为定日镜)和1座(或数座)中央集热塔构成。每个定日镜都有独立的跟踪系统，可单轴跟踪也可双轴跟踪，可开环控制也可闭环控制；但都需要将太阳光反射到集热塔的接收器上。定日镜的远距离跟踪是个技术难题，定日镜的任何微小传动间隙都将造成反射光线不能照到集热器上；尤其在风力的推动下，光斑的晃动会造成聚焦点温度严重不均匀。

集热塔上的接收器相当于火电厂的锅炉，可接收来自镜场的热量；接收器分为间接照射和直接照射2种。间接照射接收器先利用太阳能加热受热面，再通过受热壁面将热量向介质传递。管状接收器就属于这一种类型，其工作温度一般在500℃以上；由于光斑的晃动和其他外力的干扰，会造成温度场的非均匀，导致加热介质泄漏及吸热器烧毁。集热塔上的接收器一般设置预热器、蒸发器及再热器，以提高工作效率。接收器对介质的流动性要求较高，如发现介质缺少或介质未循环流动，应立即启动保护措施，调整镜场角度或隔离接收器，避免接收器过热，造成热介质泄漏和吸热器烧毁。集热塔上部的工作温度较高，应制定严格的操作规范，禁止在接收器工作时登塔。塔式集热系统对供电的可靠性要求很高，一旦定日镜失电，其形成的光斑将不再受控，产生的高温足以给塔架及其他受热物带来致命伤害。另外，成千上万面镜子也容易使人产生光盲等伤害。

2.2槽式集热系统

槽式集热系统由多个槽型抛物面聚光集热器经串并联组合而成，槽型抛物面焦点即为集热管所在位置。槽型抛物面也需跟踪系统，随太阳转动；槽式集热系统对传动系统的精准度和抗风性有很高的要求。

槽式集热系统的危险点在于吸热管的破碎以及集热管两边的转轴处，前者由于热流密度的非均匀性造成非均匀的温度场，从而会产生较大的应力；后者由于吸热管需要随抛物面旋转，集热管中的高温传导物质一旦泄漏，其自身温度即可引燃造成火灾。槽式集热系统一旦失电，将会造成集热管超温，其介质可能发生化学分解等反应，影响安全运行。

2.3碟式光热发电

碟式光热发电系统由碟式反射镜、接收器和发电机组成。利用旋转抛物面的碟式反射镜将太阳光聚焦