关于太阳能的动力运用方面,现在有两种,一种是光伏发电:运用太阳能电池板将光能转化为电能;别的一种是光热技能:运用太阳能的高温将光能转化成热能。我国太阳能热发电正处于起步阶段,十一五规划中的863方案就有关于太阳能光热发电的项目,此前一段时间内,光热技能首要是以太阳能热水器或许太阳能聚热厨具为主。跟着国家的注重与发起,光热发电技能正以一种繁荣的姿势展现在人们的视界之中。2015年12月30日发布的《国家重点节能低碳技能推广目录(2015年本,节能部分)》中,中低温太阳能工业热力运用体系技能和染整企业节能集热技能被列入目录中。2016年开年,更是各类的光热展览、研讨会不断。那么光热发电技能是怎么运用太阳能发电,又是怎么分类呢?下面就环绕这两个问题扼要剖析一下光热发电技能。
光热技能的发电原理
光热发电技能,是不同于光伏发电的全新的新动力运用技能。它是一个将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能的进程。运用聚光镜等聚热器搜集的太阳热能,将传热介质加热到几百度的高温,传热介质经过换热器后发生高温蒸汽,然后带动汽轮机发生电能。此处的传热介质多为导热油与熔盐。一般咱们将整个的光热发电体系分红四部分:集热体系、热传输体系、蓄热与热交换体系、发电体系。
集热体系:集热体系包含聚光设备、接收器、盯梢组织等部件。如果说集热体系是整个光热发电的中心,那么聚光设备便是集热体系的中心。聚光设备即为聚光镜或许定日镜等。其反射率、焦点偏差等均能影响发电功率。现在国内出产的聚光镜,功率能够到达94%,与国外出产的聚光镜功率相差不大。集热体系搜集太阳能,将太阳能转化为热能。
热传输体系:热传输体系首要是传输集热体系搜集起来的热能。运用传热介质将热能运送给蓄热体系。传热介质多为导热油和熔盐。理论上,熔盐比导热油温度高,发电功率大,也更安全。热传输体系一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。热传输体系的根本要求是:传热管道损耗小、运送传热介质的泵功率小、热量传输的本钱低。在热传输进程中,传热管道越短,热损耗就越小。
蓄热与热交换体系:个人以为,光热发电技能在蓄热与热交换体系中充分体现了比照光伏发电技能的优势。行将太阳热能储存起来。能够在夜间发电,也能够依据当地的用电负荷,习惯电网调度发电。蓄热设备常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。蓄热体系中对储热介质的要求为:储能密度大,来历丰厚且价格低价,功能安稳,无腐蚀性,安全性好,传热面积大,热交换器导热功能好,储热介质具有较好的黏性。现在我国正在研讨蓄热的各种新技能新材料,更有专家提出用陶瓷等价格低价的固体蓄热,以到达下降发电本钱的效果。
发电体系:用于太阳能热发电体系的发电机有汽轮机、燃气轮机、低沸点工质汽轮机、斯特林发电机等。这些发电设备,可依据汽轮机进口热能的温度等级及热量、蒸汽压力等状况进行挑选。关于大型光热发电体系,因为其温度等级与火力发电体系根本相同,可选用惯例的汽轮机;工作温度在800℃以上时,可选用燃气轮机;关于小功率或许低温的太阳能发电体系,则可选用低沸点工质汽轮机或斯特林发动机。现在运用的汽轮机,空冷居多。尽管光热技能的发电体系类似于火力发电体系,可是仍是有必定的差异,这样就要要求汽轮机具有频频启停、快速发动、低负荷运转、高效性等特色。
光热技能的分类
按照集合办法及结构的不同,光热技能能够分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四种。
塔式发电体系:塔式发电体系为点式集合体系,其运用大规模的定日镜构成的定日镜场阵列,将太阳辐射反射到置于高塔顶部的吸热器上,加热传热介质,使其直接发生蒸汽或许换热后再发生蒸汽,以此驱动汽轮机发电。塔式体系具有热传递旅程短、热损耗小、聚光比和温度较高级长处,但塔式体系有必要规模化运用,占地要求高,单次出资较大,选用双轴盯梢体系,镜场的控制体系较为杂乱。
塔式光热发电体系
槽式与菲涅尔式发电体系:槽式与菲涅尔式发电体系都归于线性集合体系,二者的聚光型式相同,聚光办法不同。菲涅尔式发电体系聚光办法为:具有盯梢太阳运动设备的主反射镜列将太阳光反射集合到具有二次曲面的二级反射镜和线性集热器上,集热器将太阳能转化为热能。槽式发电体系为运用槽型抛物面反射镜将太阳光集合到线性集热器上,对传热介质加热,将太阳能转化为热能。其余部分相同,所以将这二者放在一同论述。
在对日盯梢体系的效果下,阳光会被接连地集合在焦点线方位的线型集热器上。在集热管中活动的热流体(传热介质)将热量接连不断地运送到高压蒸汽发生器中,经过热交换体系,发生热蒸汽。用于发电,热蒸汽做功后经过紧缩冷凝回流到热蒸汽发生器中,再次被加热成为闭环体系不断循环的热蒸汽。于此一起,经过热交换器后的传热介质流体也将返回到集热场中再次被加热。别的在体系中放置储热罐,存储充裕的能量,在太阳能缺乏时对体系进行补给,然后加大了太阳能的运用功率。
槽式与菲涅尔式发电体系的结构部件简略,易于完成工业标准化批量出产和设备。对太阳的盯梢体系一般采纳单轴盯梢体系,盯梢设备较为简化。但其聚光比小,传热介质一般只能加热到四五百度,且抗风性略差。
槽式光热发电体系
菲涅尔式光热发电体系
碟式体系:碟式体系也是点式集合体系,它应该是太阳能热发电体系是国际上最早呈现的太阳能光热发电体系了。碟式体系也称为抛物面反射镜斯特林体系,是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成,接收在抛物面的焦点上,接收器内的传热介质被加热后,驱动斯特林发动机进行发电。碟式体系的聚光比十分高,从几百至上千都可到达,集合温度乃至能够到达1000℃以上,功率较高,关于地上斜度要求也更为灵敏。但本钱上还短少优势,技能上也有待于完善。碟式体系较适用于边远地区独立电站。能够单台运用或多台并联运用,适合小规模发电。
碟式光热发电体系
现在光热发电项目中,槽式发电体系占比为84.7%,塔式发电体系占比为12.4%,其他发电技能占比为3%。国际范围内槽式光热发电体系占比最高,但塔式光热发电体系归纳功率高,十分适合于大规模、大容量商业化运用,在规划建造的光热电站项目中塔式所占的份额现已超出了槽式技能。有关专家以为,未来塔式光热发电技能将是光热发电的首要技能门户。
关于光热发电技能,以上均为个人认知,与我们共享沟通。现在光热发电在大局势下开展杰出,国家相关方针逐个出台,各类光热演示项目也逐个发动。据《太阳能发电十三五规划》牵头编制组织水电水利规划规划总院方面的音讯,“十三五”期间(2016-2020)光热发电的装机方针或定为10GW。信任在各方的推进下,未来的光热发电技能将会成为太阳能运用的干流。