第三章太阳能光热介绍

1、2011年12月 一、前言一、前言 20072007年发改委年发改委可再生能源中长期发展规划可再生能源中长期发展规划，到，到20102010年底全国建成太阳能年底全国建成太阳能 热发电总容量将达热发电总容量将达50MW50MW，到，到20202020年达年达200MW200MW。 20082008年年3 3月，发改委又发布月，发改委又发布可再生能源十一五规划可再生能源十一五规划，提出建设若干个太阳，提出建设若干个太阳 能光伏示范电站和太阳能光热示范电站，到能光伏示范电站和太阳能光热示范电站，到20102010年，太阳能发电总容量达到年，太阳能发电总容量达到 300MW300MW，到，到2020

2、2020年达到年达到1800MW1800MW。 20092009年年7 7月月2424日，日，人民日报人民日报发表题为发表题为五项新能源技术特别值得关注五项新能源技术特别值得关注的的 报告，其中太阳能热发电技术列在首位报告，其中太阳能热发电技术列在首位 。 20102010年年1010月月国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定明确提出明确提出 要要“加快太阳能热利用技术推广应用，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市加快太阳能热利用技术推广应用，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市 场场”，首次将光热发电与光伏发电并列。，首次将光热发电与光伏发电并列。

3、一、前言一、前言 1010月月2525日国家电网公司刘总在日国家电网公司刘总在 集团公司调研时强调，新能源集团公司调研时强调，新能源 产业重点实施沿海风电开发，产业重点实施沿海风电开发， 同时积极发展光热技术，以技同时积极发展光热技术，以技 术领先战略制胜。术领先战略制胜。 20112011年初，从规划立项起历时年初，从规划立项起历时7 7年的首个规模化光热发电项目终于招标；年的首个规模化光热发电项目终于招标； 5 5月发改委发布月发改委发布产业结构调整指导目录产业结构调整指导目录(2011(2011年本年本) )，鼓励类新增的，鼓励类新增的 新能源门类中，太阳能光热发电位于首位。新能源门类中

4、，太阳能光热发电位于首位。 二、太阳能热发电技术发展二、太阳能热发电技术发展 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。 1980年美国在加州建成太阳I号塔式太阳能热发电站，装机容量10MW 。1996年1月美国在太阳I号的基础改建的太阳II号塔式太阳能热发电 投入试验运行。 从19811991年，全世界建造的太阳能热发电站（500kw以上）约有 20余座，发电功率最大达80MW。 80年代中期，经过对已建成的太阳能热发电站的总结，认为太阳能热 发电技术可行，但投资过大且降低成本比较困难，使各国的太阳能热 发电站建设逐渐冷下来。 路兹太阳能热发电国际有限公司

5、从1985 年至1991年在美国加州沙漠建成9座槽式 太阳能热电站，总装机容量3538MW。 二、太阳能热发电技术发展二、太阳能热发电技术发展 在“六五”期间建立了一套功率为lkW的太阳能塔式热发电模拟 装置和一套功率为lkW的平板式太阳能低温热发电模拟装置。 2007年6月1日，国内首座70千瓦的太阳能塔式光热发电系统在南京通过鉴定 验收。 2010年7月1日，亚洲首座塔式太阳能光热发电站在北京延庆动工兴建。 我国首台碟式太阳能聚光发电系统样机，由浙江华仪康迪斯太阳能 科技有限公司自主研发。 过去一年多，有不同企业在四川、青海、甘肃、宁夏等多个地区提出了数个 太阳能光热发电项目，规模从（兆瓦

6、）到不等，各大 电力集团已开始谋划太阳能光热发电项目。 二、太阳能热发电技术发展二、太阳能热发电技术发展 三、太阳能热发电系统工作三、太阳能热发电系统工作 原理原理 太阳能热发电技术是利用 聚光设备将太阳光聚集后，通 过超白玻璃、吸热膜层材料、 高温储热材料等转化为足够温 度的热能进行储存，然后接入 类似火力发电厂的汽轮机系统， 产生高温高压蒸气的驱动发电 机发电。由于整个发电过程中 的热源来自于太阳能，因此称 为太阳能热发电系统。 在光照强度高的时间里，其工作模式为通过镜场集热后将一部分热能通过储 热系统储存，另一部分热能将转移至发电系统来维持发电。在光照强度不高的时 间里，镜场集热系统不进

7、行工作，储热系统通过将储存的热能转移至发电系统来 维持发电。 三、太阳能热发电系统工作原理三、太阳能热发电系统工作原理 太阳能热发电系统 一般由集热子系统、热 传输子系统、蓄热与热 交换子系统、发电子系 统等组成。 储能系统的存在，光热发电的年发电小时数可接近传统热电的发电小 时数。 四、太阳能热发电系统基本四、太阳能热发电系统基本 类型类型 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 在这条焦线上安装管状太阳能集热器， 以吸收聚焦后的太阳辐射能，对传热工 质加热，在热交换器内产生蒸汽，推动 汽轮机带动发电机发电。其特点是聚光 集热器是由许多分散布置的槽形抛物面 镜聚光集热器串、并联组

8、成。 聚光镜面从几何上看是将抛物线平移而 形成的槽式抛物面，它将太阳光聚焦在 一条直线上，形成太阳光焦线。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 槽式 太阳 能热 发电 系统 聚光集热 子系统 热交换子 系统 发电子系 统 蓄热子系 统 辅助能源 子系统 聚光镜 接收器 跟踪装置 真空管式、腔式 南北、东西、极轴 预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器 需要设置工作流体在接收器和辅助能源 系统之间循环的切换装置 蓄热的方式主要有显式、潜式和化学蓄热 三种方式 在夜间或阴雨天，一般采用辅助能源系统 供热 1 1、槽式太阳能热发电系统、

9、槽式太阳能热发电系统 成像聚光太阳能集热器 聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，成像聚光太阳能集热器通过 聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点（或焦线），以获得高强度太阳能。 聚光集热器是一套光学系统，聚光器一般由反射镜或透镜构成，主要有抛 物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。 聚光器接受太阳光的投影面称 为光孔（或“开口”），聚光器把照射到光孔的辐射汇聚到接受器上，如果聚光 器光孔面积为A1，接受器受聚光面积为A2，则有：C=A1/A2， C称为“聚光比”， 是聚光集热器的聚光程度的特征参数。 抛物面聚光集热器抛物面聚光集热器 由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面，由抛物线向纵

10、向延伸形成的面 称为抛物柱面。在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。根据光学原理，与抛物 镜面轴线平行的光将会聚到焦点上，焦点在镜面的轴线上，见图（a）。把接收 器安装在反射镜的焦点上，当太阳光与镜面轴线平行时，反射的光辐射全部会聚 到接收器，见图（b）。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 太阳能聚光集热器 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 成像聚光太阳能集热器 旋转抛物面集热器的立体图，由旋转抛物面构 成的聚光器与安装在焦点上的点状接收器组成。 旋转抛物面聚光集热器的聚光比范围非常高， 约500至3000，最高聚热温度500度至3000度。 抛物柱面集热器也

11、叫槽式集热器，由于柱状抛物 面的光线是会聚到一条线（带）上，故接收器是 长条形的，一般由管状的接收器安装在柱状抛物 面的焦线上组成。抛物柱面聚光集热器的聚光比 范围约20至80，最高聚热温度250度至400度。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 成像聚光太阳能集热器 普通凸透镜的原理大家都知道，平行于透镜主光轴的 平行光通过凸透镜后将会聚到焦点上。若需直径较大 的透镜则会很厚，不但非常笨重还会使透光性下降 由于透镜的性能取决于其表面，在保证表面形 状的条件下把透镜压扁，菲涅耳透镜把透镜分 成许多圆环，每个圆环在保持对应半径处的镜 面曲线下尽量薄一点，这样的结构可制造直径 大又

12、轻的凸透镜。 菲涅耳透镜聚光集热器菲涅耳透镜聚光集热器 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 成像聚光太阳能集热器 圆形菲涅耳透镜聚光集热器的聚光比范围比较高， 约100至1000，最高聚热温度300度至1000度 菲涅耳透镜也可以做成柱面，称为线性菲 涅耳透镜，其接收器也为圆管状，线性菲 涅耳透镜聚光集热器的聚光比范围约6至30， 最高聚热温度100度至200度 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 成像聚光太阳能集热器 菲涅耳反射镜聚光集热器菲涅耳反射镜聚光集热器 既然有菲涅耳透镜也就有菲涅耳反射镜，显示 了菲涅耳反射镜的原理，它把原来厚的抛物面 分成小段放在一

13、个平面上。 显示了用菲涅耳反射镜制作的菲涅耳反射 镜聚光集热器，它是长条形结构，也称线 性菲涅耳反射聚光器。线性菲涅耳反射镜 聚光集热器的聚光比范围约15至50，最高 聚热温度200度至300度 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 聚光器 将普通太阳光通过放置在一定结构支架上的反 射镜，在跟踪机构的帮助下，使其发射的太阳 光聚焦形成能量密度的光束，照射放置在焦线 的集热管吸热面，加热洗热工质。 聚光器应满足以下要求： (1)具有较高的反射率； (2)具有良好的聚光性能； (3)有足够的刚度；(4)有良好的抗疲劳能力；(5)有良好的抗风能力；(6)有良好 的抗腐蚀能力；(7)有良

14、好的运动性能；(8)有良好的保养、维护、运输性能。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 聚光器 聚光器 反射镜 支架 反射材料 基材 保护膜 (1)便于清扫或者替换； (2)具有良好的耐候性； (3)重量轻且要有一定的强度； (4)价格要合理。 管式支架 扭矩盒式支架 重量尽量小 制造简单 集成简单 寿命长。 集热管 热管式真空集热管 直通式金属玻璃真空集热管 聚焦式真空集热管 双层玻璃真空集热管 空腔集热管 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 集热管 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 集热管 集热管必须满足以下五个条 件： (1)吸热面的宽度

15、要大于光 斑带的宽度，以保证聚焦后 的阳光不溢出吸收范围； (2)具有良好的吸收太阳光的性能；(3)在高温下具有较低的辐射率；(4)具有良 好的导热性能；(5)具有良好的保温性能。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 跟踪机构 槽型抛物面 反射镜安装 东西方向 南北方向 定期调整 采用单轴跟踪方式 地轴方向 采用极轴跟踪方式 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 跟踪机构 极轴式跟踪极轴式跟踪 槽式太阳能集热器由于 较长，其主转轴与槽镜 柱面平行，主转轴与地 轴平行安装，在图中槽 镜背面的蓝线是主转轴 线，下面绿色地面上的 绿线是南北方向线，与 槽镜垂直的蓝线是槽

16、形 抛物面中心法线，红色 大圆是太阳视轨迹，红 色圆柱是接收器，镜面 上绿色与黄色线是太阳 光线。 集热器绕主转轴转动就可以跟踪太阳，由于槽镜与春秋分时的太阳光垂直，其他时间偏差 也不大，可获得最多的太阳光，在纬度低的地方尤其明显。但其槽镜长度受到限制，短的 槽镜使集热管的活动接头大量增加，结构复杂成本高，实际上很少应用。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 跟踪机构 南北向布置南北向布置 槽式太阳能集热器主转轴与槽镜柱面平 行，主转轴按南北方向安装并与地面平 行，在图中槽镜背面的蓝线是主转轴线， 下面绿色地面上的绿线是南北方向线， 与槽镜垂直的蓝线是槽形抛物面中心法 线，红色

17、大圆是太阳视轨迹，蓝色大圆 是与主转轴垂直的法线转动zhua平面 （也与地面垂直），红色圆管是接收器， 镜面上绿色与黄色线是太阳光线。 南北向槽式太阳能集热器平行于地面安装，可使用较长的槽镜与集热管，管间连 接也方便，适合建造大型的太阳能场，由于平行与地面，在纬度较高的地区太阳 较低，对太阳能的接受也就少了一些，但在低纬度地区就好很多 。 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 跟踪机构 东西向布置东西向布置 槽式太阳能集热器按东西方向布置， 在下面图中绿色地面上的绿线是东西 方向线，红色大圆是太阳轨迹的平面， 与槽镜垂直的蓝线是槽形抛物面中心 法线，它在太阳轨迹的平面上，红色 圆

18、管是接收器，镜面上绿色与黄色线 是太阳光线。 当太阳从东方到西方均可把太阳光聚集到集热管上，只不过只有正午时才是垂直 于槽镜面，所获太阳能最多，在上午与下午由于阳光斜射，所获太阳能要少些， 在早上与晚上，虽有阳光但能得到的太阳能很小，这是它最大的缺点。在槽镜背 面也有转轴，仅用于定时调整槽镜的俯仰角。东西方向布置的槽式太阳能集热器 调整简单，调整量也小，几乎一整天只需微调一次即可，结构与调整简单是最大 的优点。 控制方式 开环 闭环 开闭环相结合 控制室发出控制命令 有测量、有执行、有反馈 1 1、槽式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统 菲涅尔系统就是简化了的槽式系统，用一 组平板镜来取代

19、槽式系统里的抛物面型的 曲面镜聚焦。通过调整控制平面镜的倾斜 角度，将阳光反射到光热管中，实现聚焦 加热。 相比于抛物面式的曲面镜，平面反 射镜制造难度低，因此大大降低了 初始投资成本，但聚焦精度比槽式 差。 2 2、菲涅尔太阳能热发电系统、菲涅尔太阳能热发电系统 塔式太阳能热发电系统是利用实时 跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集 到一个固定在接收塔顶部的接收器 上，接收器上的吸热器吸收由定日 镜系统反射来的高热流密度辐射能， 并将其转化为工作流体（熔融盐） 的高温热能。 高温工作流体通过管道或传递到位于 地面的蒸汽发生器，产生高压过热蒸 汽，推动常规汽轮机发电；或将产生 的高温热气流直接推动燃气

20、轮机发电。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 聚光子系统 集热子系统 发电子系统 蓄热子系统 辅助能源自系 统 具有规模大、热传递路程短、热损耗少、聚光比和温度较高等特点，极适合 于大规模并网发电 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 非成像聚光太阳能集热器 聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，非成像聚光太阳能集热器顾名思 义是聚光器的光线不是会聚到一点（或一线）上，而是会聚到一块接收器的面 上，也可获得高强度太阳能。非成像聚光太阳能集热器形式较多，主要有球形 面聚光集热器、复合抛物面聚光集热器、条形面聚光集

21、热器、塔式集热器等 球形面聚光集热器球形面聚光集热器 球形面聚光集热器也称为SRTA集热 器，反射镜是球面的，入射的平行光 会聚在一个较小的区域，接收器是面 状的，当光线略有倾斜时，反射高仍 能会聚到接收器上。球形面聚光集热 器的聚光比范围约50至150，最高聚热 温度300度至500度。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 非成像聚光太阳能集热器 复合抛物面聚光集热器复合抛物面聚光集热器 复合抛物面聚光集热器也称为CPC集 热器，聚光器由两片抛物面组成，接收 器也为面状，在两个抛物面中间。橙色 光线是与中心轴线平行的入射光线，将 全部会聚在接收器上，当入射光倾斜时， 进入光孔

22、的入射光仍能会聚到接收器上， 图中绿色光线就是最大倾斜角度的入射 光。一些内聚光真空集热管使用CPC集 热方式。复合抛物面聚光集热器的聚光 比范围约3至10，最高聚热温度100度至 150度。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 非成像聚光太阳能集热器 条形面聚光集热器条形面聚光集热器 条形面聚光集热器也称为FMSC聚光 集热器，聚光器由多条固定的平面 反射镜组成，平面反射镜按一定的 角度倾斜，使入射光会聚到接收器 上。由于反射镜是平面镜不能会聚 光，故接收器是面状，当面较宽时 也允许入射光略有倾斜。条形面聚 光集热器的聚光比范围约20至50， 最高聚热温度250度至300度。

23、 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 非成像聚光太阳能集热器 多平面聚光集热器多平面聚光集热器 多平面聚光集热器也称为塔式集热器， 接收器安装在高塔顶部，在塔周围分布 许多平面镜（定日镜），所有定日镜都 把太阳光反射到塔顶的接收器上，以达 到聚光目的。每个定日镜都有跟踪机构， 保证太阳在任何位置都把阳光反射到接 收器上。塔式集热器多用在太阳能发电 站。多平面聚光集热器的聚光比范围约 1000至3000，最高聚热温度500度至 2000度。 定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动机构及其控制系统 等组成的聚光装置，用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部

24、的 集热器内。 定日镜的总体性能应达到如 下基本要求： 镜面反射率高、平整度误差 小；整体结构机械强度高、 能够抵御8 级台风袭击；运 行稳定、聚光定位精度高； 操控灵活、紧急情况可快速 撤离；可全天候工作；可大 批量生产；易于安装和维护 工作寿命长等。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 定日镜 在塔式太阳能热发电站中，由于定日镜距位于接收塔顶部的太阳能 接收器较远，为了使阳光经定日镜反射后不致产生过大的散焦，把 95%以上的反射阳光聚集到集热器内，目 前国内外采用的定日镜大 多是镜表面具有微小弧度 ( 16 ) 的平凹面镜。 从镜表面形状上讲，主要有平凹面镜，曲面镜等几种。

25、 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 定日镜 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 定日镜 (1)是张力金属膜反射镜，其镜面是 用0.2 0.5mm厚的不锈钢等金属材 料制作而成，可以通过调节反射镜内 部压力来调整张力金属膜的曲度。这 种定日镜的优点是其镜面由一整面连 续的金属膜构成，可以仅仅通过调节 定日镜的内部压力调整定日镜的焦点， 而不像玻璃定日镜那样由多块拼接而 成。这种定日镜自身难以逾越的缺点 是反射率较低、结构复杂。 从镜面材料上看，主要有两从镜面材料上看，主要有两 种反射镜种反射镜 (2)玻璃反射镜。目前已建成投产的塔式热电站的定日镜以及待建、拟建的

26、塔式 热电项目等均采用玻璃反射镜。它的优点是重量轻，抗变形能力强，反射率高， 易清洁等。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 定日镜 定日镜架主要有两种，一种是钢板 结构镜架，其抗风沙强度较好，对镜 面有保护作用，因此镜本身可以做得 很薄，有利于平整曲面的实现；另一 种是钢框架结构镜架，这种结构减小 了镜面的重量，即减小了定日镜运行 时的能耗，使之更经济。 镜面支架与镜面之间的连接主要可 采取以下三种方法： 在镜面最外层防护漆上粘结上陶瓷垫片，用于与支撑物的连接；用胶粘 结；用铆钉固定。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 塔式接收器是把太阳光能转换成热

27、能的装置，根据采用的导热介质不同而不同， 目前主要有外部受光型与空腔型。 外部受光型接收器外部受光型接收器 太阳光照射到接收器的吸热部件上再 传给导热介质，一些技术类似于太阳 能集热器，但塔式接收器的工作温度 很高，体积大，受光面积至少比一个 平面定日镜面积要大许多。 排管式接收器是示意图，若干直管排 成圆筒状，每根管上端接上联管、下 端接下联管，所有直管通过联管并联， 排管表面涂覆吸热材料。上联管与下 联管外有保温层与外壳（图中未表 示）。导热介质从下联管进入通过排 管从上联管出，会聚的阳光加热排管， 导热介质也就被加热了。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 翅管式

28、接收器示意图，去掉部分排管，空 出部分安装翅片（吸热板），翅片是导热 良好的耐温金属，紧密焊接在排管上，排 管与翅片涂覆吸热材料。会聚的阳光加热 翅片与排管，排管内的导热介质也就被加 热了。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 如同普通太阳能集热器一样，塔 式接收器也有采用热管式接收器。 不同的是这是高温热管，热管下 部分是吸热段，焊有翅片（吸热 板），是接受阳光的区域；热管 上部分是放热段，也焊有翅片， 是把热量传送给工作介质的地方， 翅片加大热管的传热面积，所有 热管放热段均密封在联箱内。 热管内用钠或钾或锂或相关合金等，利用其熔液的蒸发相变来传热。钠的熔点是 97

29、.7度，沸点是883度；钾的熔点是63.4度，沸点是759度；锂的熔点是180.5度， 沸点是1347度。 以上三种接收器的太阳光直接照射在热管上，再传给工作介质， 也称为外部受光型接收器，这种接收器的优点是它可以接收来自 塔四360范围内定日镜反射、聚焦的太阳光，有利于定日镜镜场 的布局设计和太阳能的大规模利用；但是，由于其吸热体外露于 周围环境之中，存在着较大的热损失，因此接收器热效率相对较 低。 能否像普通集热器那样加上玻璃外套抽真空，事实上很困难，因 为接收器体积太大。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收

30、器 直接照射太阳能接收器直接照射太阳能接收器 直接照射太阳能接收器也称空 腔式接收器，这类接收器的特点是接收 器向工质传热与入射阳光加热受热面在 同一表面发生，同时，空腔式接收器内 表面具有几近黑体的特性，可有效吸收 入射的太阳能，从而避免了选择性吸收 涂层的问题。 但采用这类接收器时，由于阳 光只能从其窗口方向射入，定日镜场的 布置受到一定的限制。 直接照射太阳能接收器主要包 括无压腔体式接收器和有压腔体式接收 器两种 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 无压腔体式太阳能接收器对其吸收体有 一定的光学及热力学要求，通常要求具有较 高的吸热、消光、耐温性和较大比表面积、

31、 良好的导热性和渗透性。早期的腔体式太阳 能接收器采用金属丝网作为吸收体，具有较 大吸收表面的多空结构金属网吸收体装于聚 焦光斑处或稍后的位置，从周围吸入的空气 在通过被聚焦光照射的金属网时被加热至 700。由于多采用空气作为传热介质，腔体 式太阳能接收器具有环境好、无腐蚀性、不 可燃、容易得到、易于处理等特点，其最主 要优点是结构简单 。 存在热容量低的缺 点，一般来说其性能不 会高于管状接收器 。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 接收器 有压腔体式接收器的结构与无压腔体式接收器的结构大体相似，在腔体 式接收器加装了一个透明石英玻璃窗口，一方面使聚焦太阳光可以射入接收器内

32、 部，另一方面可以使接收器内部保持一定的压力。提高压力后在一定程度上带来 的湍流有效地增强了空气与吸收体间的换热，以此降低吸收体的热应力。有压腔 体式接收器具有换热效率高的优点，代表着未来发展方向。但窗口玻璃要同时具 有良好透光性和耐高温及耐压的要求，在一定程度上制约了它的发展。 图为南京江宁70kW塔 式太阳能热发电站腔 式接收器 与槽式集热器不同的是塔式集热器的管路短，工作温度高，接收器的工 作介质通常采用熔盐液，熔盐液在接收器中加热到600余度输送到高温储热装置， 在热交换装置将水加热成高温蒸汽后进入低温储热装置保存（约280度）。熔液 泵再把低温的熔盐液送入接收器加热。 3 3、塔式太

33、阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 热传输与交换 为了避免高温熔盐液温度的散失，在接收器就近的地方安装热交换器，下 图是在塔架上安装热交换器。高温熔盐在高温热交换器中把中间介质（传热油之 类）加热到500余度，传热油在储热装置内储存并通过热交换器产生高温蒸汽。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 热传输与交换 对于腔体式接收 器则直接把高压 空气加热到1千 多度去推动气轮 机，推动气轮机 后的气体仍有较 高温度，再通过 热交换器加热水 生成蒸汽，水蒸 气再去推动汽轮 机，有效利用热 量。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 塔式太阳能热发电远景 亚洲首座MW级

34、塔式“大汉”电站 近年来，一种新的太阳能热发电系统设计理念得到了广泛的关注，即所谓向下反 射式系统。这种系统也有一个塔，但塔顶只有一个中央反射镜，吸热器设置在地 面。位于地面的反射镜场将太阳辐射聚焦到中央反射镜，中央反射镜再将其向下 反射到吸热器上。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 这种系统采用了一种带复合抛物面聚光镜（简称CPC）的熔融盐吸热器， 从中央反射镜反射来的聚焦太阳辐射进入CPC后被二次聚焦，在进入腔式吸热器。 由于经过两次聚焦，辐射热流密度大大提高，整个吸热器可以制作的更紧凑。 向下反射式太阳能热发电系 统既保留了塔式太阳能热发电系 统聚焦比高、规模大的优点，

35、又 较好的解决了塔顶吸热器热损失 大、安装维护成本高等问题。 3 3、塔式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统 4 4、碟式太阳能热发电系统、碟式太阳能热发电系统 是利用旋转抛物面反射镜，将入射阳光聚 焦在焦点上，放置在焦点处的太阳能接收器 收集较高温度的热能，加热工质，驱动发电 机组；或在焦点处直接放置太阳能斯特林发 电装置。 碟式太阳能热发电系统也 称盘式太阳能热发电系统 整个碟式太阳能热发电 系统安装于一个双轴跟 踪支撑装置上，实现定 日跟踪，连续发电。碟 式系统的吸热器一般为 腔式，与斯特林发电机 相连，构成一个紧凑的 吸热、做功、发电装置， 整个装置安装于抛物面 的焦点位置，吸热器

36、的 开口对准焦点。 4 4、碟式太阳能热发电系统、碟式太阳能热发电系统 5 5、其他太阳能热发电系统、其他太阳能热发电系统 太阳能热气流发电 太阳能热气流发电也称太阳烟囱发电。 其工作原理是利用太阳能将集热器内 的空气加热，热空气由于烟囱作用在 烟囱内上升，推动风机做功发电。 这种发电系统的集热器是由透明材料建造的大棚， 棚顶的中央于烟囱相连，棚的四周开放。在太阳的 辐照下，棚内空气被加热上升，推动风机做功；同 时环境空气被源源不断的吸入棚内，维持系统的循 环。整个吸热器实际就是一个温室，其内外温差可 达35，在烟囱内形成的上升气流速度可达15m/s。 图为西班牙太阳能热气 流发电试验电站 5 5、其他太阳能热发电系统、其他太阳能热发电系统 太阳能热池发电站 太阳能热池是一个盐水池