什(shí)麽是太陽能熱發電?
太陽能熱發電技術就是把太陽輻射熱能轉化為電能,該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(rè)能直接發(fā)電(diàn),如半導體或金屬材料的溫差發電,真空器件中(zhōng)的熱電子、熱離子發電以及(jí)堿金屬(shǔ)熱發電(diàn)轉換和磁流體發電等;另一類是太陽熱能間接(jiē)發電,它使太(tài)陽熱能通過熱機帶動發電機發電,其基本組成與常(cháng)規(guī)發電設(shè)備類似,隻(zhī)不過其熱能是從太陽能轉換而來(lái)。
太陽能熱發電由什麽組成?
太陽(yáng)能熱發電係統的分類
1.槽(cáo)式線聚焦係統(tǒng)
該係統是利用拋物柱麵槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上,並將管內傳熱工質加熱,在換熱器內產生蒸汽,推動常(cháng)規汽輪(lún)機發電
2.塔式係統
塔式太陽能熱發電係統的基本型式是利用一組獨立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡,將陽光聚焦到一個固(gù)定在塔頂部的接收器上,用以(yǐ)產生高溫。
3.碟(dié)式係統
拋物麵反射鏡/斯(sī)特(tè)林係統是由許多鏡子組成的拋物麵反射鏡組成,接收器在(zài)拋物麵的(de)焦點上,接收器內的傳熱工質(zhì)被加熱到750℃左右,驅動發(fā)動機進行
4.三種係統性能比較
三(sān)種係(xì)統目前隻有槽式線聚(jù)焦係統實現了商業化(huà),其(qí)他兩種(zhǒng)處在示範階段,有實現商業化的可能和(hé)前景。三種係統均(jun1)可用單獨使用太(tài)陽能(néng)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統全稱為槽式拋物麵反射鏡太(tài)陽能熱發電係統,是將多個槽型拋物麵聚光集熱(rè)器經過(guò)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
槽式太陽能熱發電係統的原理:采用隻向(xiàng)一個(gè)方向彎曲的拋(pāo)物麵槽形鏡麵集熱器將太陽光聚焦到(dào)位於焦線(xiàn)的中心管上,使管內的傳熱(rè)工質(油或水)加熱至350~390℃,然後被(bèi)加熱的傳熱介質經熱交換器產生過熱蒸汽,過熱蒸汽推動常規汽輪發電機發(fā)電。
二、槽式太陽能熱發電係(xì)統采用的技術
1、中溫技(jì)術:以導熱油為(wéi)載熱(熔融鹽)工質,在<400oC集熱,通過換熱產生蒸(zhēng)汽發電。
2、高溫技術:以混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(zhí)接蒸汽技術:直接(jiē)以水(shuǐ)為工質,通過集熱管(guǎn)加熱產生蒸汽發電。
根據采(cǎi)用技術的不同(tóng),槽式太陽能熱發電係統又(yòu)形成了單(dān)回路係(xì)統和雙回路係統兩種不同的係統形式。
三、槽式太陽能熱發電係統的組成(chéng)
槽式太陽能熱發電係統由聚光集熱係統、熱傳輸係統、蓄熱與熱交換係統、發電係統、輔助(zhù)能源係統等組(zǔ)成。
1、聚光集熱係統:是係統的核心,由聚光鏡、接收器和跟(gēn)蹤裝置構成(chéng)。接受器主要有兩種:真空管式和腔式;跟蹤(zōng)方式采用一(yī)維跟蹤,有南(nán)北、東西和極軸三種方式。
2、熱傳輸係統(tǒng):由預熱器、蒸汽(qì)發生器、過(guò)熱器和再熱器組成。當係統工質為油時,采用雙回路,即接收器(qì)中工質油被加熱(rè)後,進入換熱係統中產生蒸汽,蒸汽進入發電係統發電。直接(jiē)采用水為工質時(shí),可簡化此係統。
3、發電係統(tǒng):基本組成與常規發電設備類似(sì),但(dàn)需要配備一種(zhǒng)專(zhuān)用裝置,用於工作流體(tǐ)在接收器與輔助能源係統之間的切換。
4、蓄熱與熱交換係統:太陽能(néng)熱發(fā)電係統在(zài)早晚(wǎn)或雲遮間隙必須依靠儲存的(de)能量維持係統正常運(yùn)行。蓄熱的方法主要有顯式、潛式和化學蓄熱三種方式。
5、輔助能源係統:在夜(yè)間或陰雨天,一般采用輔(fǔ)助能源係統(tǒng)供(gòng)熱(rè),否則蓄熱係統(tǒng)過大會引起初始(shǐ)投資的(de)增(zēng)加。
四、熱傳輸與交換係統(tǒng)
根據(jù)不同的(de)導熱液,槽(cáo)式集熱器把導(dǎo)熱液加熱到不同溫度,一(yī)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,為減小熱量損失,管道外要有保溫材料、管道要盡量短;長長(zhǎng)的管路需泵傳輸來(lái)推動導熱液的循環,要設法減小導(dǎo)熱液泵功率,導熱液可用苯醚混合液、加壓水混(hún)合液、導熱油等液(yè)體,傳熱方式可直接傳熱也(yě)可采用相變傳熱。
導熱液通過熱交換器把水加熱(rè)成300度左右的蒸汽,水蒸氣去推動蒸汽輪機旋(xuán)轉帶動發(fā)電(diàn)機發出電來,熱交換器有板式、管式等多(duō)種結構。可能雲(yún)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(bān)有(yǒu)高溫儲熱罐與低溫儲熱罐等。對於低溫會凍結的導熱液,必須有(yǒu)輔(fǔ)助加熱器維持導熱液溫度避(bì)免凍(dòng)結。若需要在太陽能不足時也能供電,就要在係統上並(bìng)聯天然氣(或其它(tā)能源)鍋爐,保證汽輪機正常運行。
五、蓄熱係統(tǒng)
由於太陽能受季節、晝夜(yè)和氣象條件的影響,為保證發電係統(tǒng)的熱(rè)源穩(wěn)定,需設置蓄熱裝(zhuāng)置(zhì)。
蓄熱溫度分為低(dī)溫、中溫、高溫和及高溫四類:低溫(《100℃);中溫(100~500℃);高溫(wēn)(》500℃);極高溫(1000℃左右)。
相對應的蓄熱材料(liào)分別是:水化鹽、導熱油、熔(róng)化鹽(yán)和氧化鋯(gào)耐(nài)火(huǒ)球。
蓄熱方式:顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和(hé)化學蓄熱。
1、顯熱(rè)蓄熱
介質:水、油(yóu)、岩石、砂、礫石,人工製造的氧化鋁球,
特點:價格低,易得到,熱容量(liàng)小。
2、潛熱蓄(xù)熱
特點:利用物質的潛熱蓄熱,單位容積(jī)的蓄熱量很(hěn)大(dà),蓄熱裝(zhuāng)置可望小型化。
蓄熱介質需具備以(yǐ)下特點:具備幾千次可逆蓄釋熱循環性鞥(eng);價格(gé)便宜;不腐蝕容器。
3、化學蓄熱(rè)
特點:蓄(xù)熱量大,單位儲(chǔ)能的體積小,質量輕,化(huà)學反應(yīng)物可分(fèn)別儲存。
蓄熱介質需具備(bèi)以下特點:蓄熱和釋(shì)熱反應可逆,無副作用;反(fǎn)應速度快;反(fǎn)應生成物易分離(lí),且能穩定儲(chǔ)存;價格便宜;反應物和生成物無毒無腐(fǔ)蝕,無可燃性;反應熱大。