太阳能热发电技术入门

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1.定义:

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本。而且,这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势,即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。

2.发展历史:

1950年,原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站,建造了一个小型试验装置。

70年代,太阳电池价格昂贵,效率较低,相对而言,太阳热发电与光伏发电相比,效率较高,技术比较成熟,因此当时许多工业发达国家都将太阳热发电作为重点,投资兴建了一批试验性太阳能热发电站。

80年代中期,人们对建成的太阳能热发电站进行技术总结后认为,虽然太阳能热发电在技术上可行,但投资过大且降低造价十分困難,所以各國都改變了原來的計劃,使太陽能熱發電站的建設逐漸冷落下來。

1980年,美国和以色列联合组成的路兹太阳能热发电国际有限公司,开始进行太阳热发电技术研究,主要开发槽式太阳能热发电系统,5年后奇迹般地进入商品化阶段。

1988年,美国开始蝶式太阳能热发电系统进行可行性研究,该系统与光伏发电系统相比,具有气动阻力低、发射质量小和运行费用便宜等优点。

我国第一家工业化运行的太阳能光热发电项目在柴达木盆地建成,位于青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市西出口,由青海中控太阳能发电有限公司建设。项目的核心技术是“追日”,用关键技术控制安装在地面的上万块玻璃镜子像向日葵一样追着太阳光将其反射到吸热塔上的吸热器中,将吸热器内的水转化成高温蒸汽,再通过管道传输推动汽轮发电机发电。

3.结构形式

3.1.1.塔式(太阳能集中加热工质,由工质加热水产生蒸汽)

塔式系统主要由多台定日镜(具有微孤度的平面反射镜)组成定日镜场,将太阳能辐射,反射集中到1个高塔顶部的高温接收器上,转换成热能后,传给工质升温,经过蓄热器,再输入热力发动机,驱动发电机发电。由5个子系统组成:

 

3.1.2.槽式(太阳能分散加热工质,由工质加热水产生蒸汽

槽式光热发电系统是利用多个槽式抛物面反射镜将太阳能聚焦在一条线上,在聚焦线上安装有管 状集热器,来吸收聚焦后的太阳辐射能发电的系统。

系统一般由聚光集热装置、蓄热装置、热机发电装置或/和辅助能源装置(如锅炉)等组成。聚光集热系统是本系统的核心,由聚光镜、接收器和跟踪装置构成。

3.1.3.菲涅尔式

工作原理类似槽式光热发电,只是采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜。这使得它的成本相对来说低廉,但效率也相应降低。

此类系统由于聚光倍数只有数十倍,因此加热的水蒸气质量不高,使整个系统的年发电效率仅能 达到10%左右;但由于系统结构简单、直接使用导热介质产生蒸汽等特点,其建设和维护成本也相对较低。

3.1.4.碟式(又称盘式,太阳能加热工质,工质发电

碟式光热系统借助于双轴跟踪,利用旋转抛物面反射镜,将入射的太阳辐射进行点聚集,吸热器吸收这部分辐射能并将其转换成热能,加热工质以驱动热机(如燃气轮机、斯特林发动机或其它类型透平等),从而将热能转换成电能。

碟式光热发电系统主要由太阳能凹面聚焦镜、接收器和发电机组成。太阳能斯特林发电技术是将斯特林发电机直接放在焦点处,从而将热能直接转换成电能, 适宜小规模发电,分布式离网供电。

4.国内现状:

2016年9月14日,国家能源局正式发布了《国家能源局关于建设太阳能热发电示范项目的通知》,共20个项目入选中国首批光热发电示范项目名单,总装机约1.35GW,包括9个塔式电站,7个槽式电站和4个菲涅尔电站。

4.1.1.塔式项目:

1.青海中控太阳能发电有限公司德令哈熔盐塔式5万千万光热发电项目

浙江中控太阳能技术有限公司

2.北京首航艾启威节能技术股份有限公司敦煌熔盐塔式10万千瓦光热发电示范项目

北京首航艾启威节能技术股份有限公司

3.中国电建西北勘测设计研究院有限公司共和熔盐塔式5万千瓦光热发电项目

浙江中控太阳能技术有限公司

4.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司哈密熔盐塔式5万千瓦光热发电项目

浙江中控太阳能技术有限公司

5.国电投黄河上游水电开发有限责任公司德令哈水工质塔式13.5万千瓦光热发电项目

上海电气亮源光热工程有限公司

6.中国三峡新能源有限公司金塔熔盐塔式10万千瓦光热发电项目

北京首航艾启威节能技术股份有限公司/中国电建西北勘测设计研究院有限公司

7.玉门鑫能光热第一电力有限公司熔盐塔式5万千瓦光热发电项目

上海晶电新能源有限公司/江苏鑫晨光热技术有限公司

8.北京国华电力有限责任公司玉门熔盐塔式10万千瓦光热发电项目

北京首航艾启威节能技术股份有限公司

9.达华工程管理(集团)有限公司尚义水工质塔式5万千瓦光热发电项目

中国科学院电工研究所

4.1.2.槽式项目:

10.常州龙腾玉门东镇导热油槽式5万千瓦光热发电项目

常州龙腾光热科技股份有限公司

11.深圳市金钒新能源科技有限公司阿克塞5万千瓦熔盐槽式光热发电项目

天津滨海光热发电投资有限公司

12.中海阳能源集团股份有限公司玉门东镇导热油槽式5万千瓦光热发电项目

中海阳能源集团股份有限公司

13.内蒙古中核龙腾新能源有限公司乌拉特中旗导热油槽式10万千瓦光热发电项目

常州龙腾光热科技股份有限公司

14.中广核太阳能德令哈有限公司导热油槽式5万千瓦光热发电项目

北京首航艾启威节能技术股份有限公司和山东电建二公司联合体

15.中节能甘肃武威太阳能发电有限公司古浪导热油槽式10万千瓦光热发电项目

常州龙腾太阳能热电设备有限公司

16.中阳张家口察北能源有限公司熔盐槽式6.4万千瓦光热发电项目

美国Skyfuel

4.1.3.菲涅尔式项目:

17.兰州大成科技股份有限公司敦煌熔盐线性菲涅尔式5万千瓦光热发电示范项

兰州大成科技股份有限公司

18.中信张北新能源开发有限公司水工质类菲涅尔式5万千瓦光热发电项目

北京兆阳光热技术有限公司

19.华强兆阳能源有限公司张家口水工质类菲涅尔式5万千瓦太阳能热发电项目

北京兆阳光热技术有限公司

20.北方联合电力有限责任公司乌拉特旗导热油菲涅尔式5万千瓦光热发电项目

中国华能集团清洁能源技术研究院

Author: admin on 2016年11月7日
Category: 空冷器
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