什麽是太陽能熱(rè)發電?
太陽能熱發電技術就是把太陽(yáng)輻(fú)射熱(rè)能轉化為電能,該(gāi)技術無化石燃料的消耗,對環境無汙染,可分為兩大類:一類是利用太陽熱能直接發電,如半導體或金屬材料(liào)的溫差(chà)發電,真空器件中的熱(rè)電子、熱離(lí)子(zǐ)發電以及堿金屬熱發電轉換(huàn)和磁流體發電等;另一類是太陽熱能間接發電,它使太陽熱能通過熱機帶動發(fā)電機發電,其基本組成與常規發電設備類似,隻不過其熱能是從(cóng)太陽能轉換而來。
太陽能熱發電由什麽組成?
太陽能熱發電係統的分類(lèi)
1.槽(cáo)式線聚(jù)焦係統
該係統是利用拋(pāo)物柱麵槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的(de)接收器上,並將管(guǎn)內傳熱工質加熱,在換熱器內產生(shēng)蒸汽,推動常規汽輪機發電
2.塔式係(xì)統
塔(tǎ)式太陽能熱發電係統的基本型式是利用一組獨(dú)立跟蹤(zōng)太陽的定日鏡,將陽光(guāng)聚焦到一個固定(dìng)在塔頂部的(de)接收器上,用以(yǐ)產生高溫。
3.碟式係統(tǒng)
拋物麵反射鏡/斯(sī)特林係統是由許多鏡子組成的拋物麵反射鏡組成,接收器在拋物(wù)麵的焦點上,接(jiē)收器內的傳熱工(gōng)質被加熱到750℃左右,驅動發動機進行
4.三種係統性能比較
三種係統目(mù)前隻(zhī)有槽(cáo)式線聚焦係統實現了商業化,其他兩種(zhǒng)處在示範階段,有實現商業化的可能和(hé)前景(jǐng)。三種係(xì)統均可用單獨(dú)使用太陽能運行,也可安裝成燃料混合係統。
槽式太陽能熱發電係統
槽式太陽能熱發電係(xì)統全稱為槽式拋物(wù)麵反射鏡太(tài)陽能熱發電係統(tǒng),是將多個槽型(xíng)拋物麵聚光集熱器經過串並聯的排列,加熱工質,產生高溫蒸汽,驅動汽輪機發電機組發電。
一、槽式太陽能熱發電係統的工作原理
槽式(shì)太陽能熱發電係統的原理:采用隻(zhī)向(xiàng)一個方向彎曲的拋(pāo)物麵槽形鏡麵(miàn)集熱器將太陽光聚焦到位於焦(jiāo)線(xiàn)的中心管上,使管內的傳熱工質(油或水)加熱至350~390℃,然後被加熱(rè)的傳熱介質(zhì)經熱交(jiāo)換器產生過熱蒸汽,過熱蒸汽推(tuī)動常規汽輪發電機發電。
二、槽(cáo)式太陽能熱(rè)發電係統(tǒng)采用的技術
1、中(zhōng)溫技術:以導熱油為載熱(熔融鹽(yán))工質,在<400oC集熱,通過換熱產(chǎn)生蒸汽發電。
2、高(gāo)溫技術(shù):以混(hún)合硝酸鹽為載熱工質,在≤550oC集熱,通過換熱產生蒸(zhēng)汽發電。
3、DSG直接蒸汽技術:直接以水為工質,通過集熱管(guǎn)加熱產生蒸汽發電。
根據采用技術的不同(tóng),槽式太陽能熱發電係統又形成了單回(huí)路係統和(hé)雙回(huí)路係統(tǒng)兩種不同的係統形式。
三(sān)、槽式太陽能熱發(fā)電係統的組成
槽式太陽能熱發電係統由(yóu)聚光集熱(rè)係統、熱(rè)傳輸係統、蓄熱與熱交換係統、發電係(xì)統、輔助能源係(xì)統等組成。
1、聚光集熱係(xì)統:是係統的(de)核心,由聚光鏡、接收器和跟蹤裝置構成。接受器主要有兩種:真空管式和腔式(shì);跟蹤方式采用一維跟蹤,有南北、東(dōng)西和極軸三種方式。
2、熱傳輸係統:由預熱器(qì)、蒸汽(qì)發生器、過熱器和再熱器組成。當係統工質為油時(shí),采用雙回路,即接收(shōu)器中工質油被加熱後,進(jìn)入換熱係統中產生蒸汽,蒸汽進入發電(diàn)係統(tǒng)發電。直接采用水為工質時,可簡化此(cǐ)係統。
3、發電係統:基(jī)本組成與常規(guī)發電設備類似,但需要配(pèi)備一種(zhǒng)專(zhuān)用裝置,用於工作流體在接收器與輔助能源係統之間的切換。
4、蓄熱(rè)與熱交換係統:太陽能熱發電係統在早晚或雲遮間隙(xì)必須依靠儲存的(de)能量維持係統(tǒng)正常運行。蓄熱的方法(fǎ)主要有顯式、潛式和化學蓄熱(rè)三種方(fāng)式。
5、輔助能源係統:在夜間或(huò)陰雨天,一般采(cǎi)用(yòng)輔助能源係統供熱,否則蓄熱係統過大(dà)會引(yǐn)起初(chū)始投資的(de)增加。
四、熱(rè)傳輸與交換(huàn)係統
根據(jù)不同的導(dǎo)熱液,槽式集熱器把導熱(rè)液(yè)加熱到不同溫(wēn)度,一般為400度左右,由於槽式太陽能熱發電係統的熱傳輸管道特別長,為減小熱(rè)量損失(shī),管道(dào)外(wài)要有保溫材料、管道要盡量(liàng)短;長長的管路需泵傳輸來推動導熱液的(de)循環(huán),要設法減小導(dǎo)熱(rè)液泵功率(lǜ),導熱液可用苯醚混合液、加壓水混合液、導熱油等液體,傳熱方式可直接傳熱也可采用相變傳熱。
導熱液(yè)通過熱交換器把水加熱成300度左右(yòu)的蒸汽,水蒸(zhēng)氣(qì)去推動蒸汽輪機旋轉帶動發電機發出電來,熱交換器有(yǒu)板式(shì)、管式等(děng)多種結構。可能雲彩會擋住陽光,為保證係統穩定運行,在係統中要有儲熱裝置,一般有高溫(wēn)儲(chǔ)熱罐與低溫儲熱罐等。對於低溫會凍結的導熱液,必須有輔助加熱器維持導熱液溫度避免凍結。若需要在太陽能不足時也能供電(diàn),就要在係統上並聯天然氣(或其它能源)鍋爐,保證汽輪機正常運行。
五、蓄熱係統
由於太陽能受季節、晝夜和氣(qì)象條件的影響,為保證發(fā)電係統的熱源穩定,需設置蓄熱裝置。
蓄熱溫度分為低溫、中溫、高溫和及高溫四類:低溫(《100℃);中(zhōng)溫(100~500℃);高溫(》500℃);極高溫(1000℃左右)。
相對應的蓄熱材料分別(bié)是:水化鹽、導熱油、熔化鹽(yán)和氧化鋯耐火球。
蓄(xù)熱方式:顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學蓄熱。
1、顯熱蓄熱
介質:水、油、岩石、砂、礫石,人工製造的氧化鋁(lǚ)球,
特點:價格低(dī),易得到,熱容量小。
2、潛熱蓄熱
特點:利用(yòng)物質的潛熱蓄熱,單位容積的蓄熱量很大,蓄熱裝置可望(wàng)小型化。
蓄(xù)熱介質需具備以下特點:具備幾千次可逆蓄釋熱循環性鞥;價格便宜(yí);不腐蝕容器。
3、化(huà)學蓄(xù)熱
特點:蓄熱量大,單位(wèi)儲能的體積小(xiǎo),質量輕,化學反應物可分別儲存。
蓄熱介質需具備以下特點:蓄熱(rè)和釋(shì)熱反應可逆,無(wú)副作用;反應速(sù)度快;反應生成物(wù)易分離,且能穩定(dìng)儲存;價格便(biàn)宜;反應物和生成物無毒無腐蝕,無可燃性;反應熱大。
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