太阳能热发电技术论文

1、太阳能热发电技术论文浅谈太阳能热发电技术的应用摘要：太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的大功臣之一，尤其是化石 燃料在提供能量的同时对居住环境带來的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭, 世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源，如太阳能、风能、水能等。太阳能作 为新型清洁能源之一，拥有乜大潜力。尽管太阳能具有很多优点，但太阳能的分散性、不 易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的 潜心研究，太阳能技术的开发不断深入，太阳能热发电技术己进入了商业运用阶段。关键词：太阳能电池;热发电;太阳能发电技术能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素，

2、尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐 枯竭，当今世界己出现了能源争夺之战。局部地区的很多都是由不可再生能源的争夺引发 的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少，人们开始转而寻求对可再生能源 的开发，如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大，但未來的发 展潜力不可限量，有专家推测，到2100年來口太阳的能源超过世界能源需求总量的一半 以上。一、太阳能热发电技术槪述太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、 间歇性、空间分布不断变化等特点，使太阳能的收集和利用比较困难。因此，要想研发太 阳能光伏发电技术，必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法

3、，也是太阳能热发电技术 的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术，即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技 术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源，难 点在丁解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点；热能存储技术攻克的难点在丁如 何将收集到的太阳光源存储起來，并减少热量的损失，以备在阴天、下雨、夜间等无太阳 光源时提供能量°尽管太阳能是一种夭然的、清洁的、可再生的能源，但由于太阳能所具有的低密度、 间歇性、空间分布不断变化等特点，造成其开发利用投入的成本较高，阻碍了人们对太阳 热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成固定投入，后期将带來可观的经济

4、效益, 再加上化石燃料对地区环境带來的负面影响及其本身的不可再生性，促使各国政府转向大 力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研 发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏PY电池技术和聚光太阳能CSP技术。我国幅 员辽阔，横跨多个纬度，再加上地形地貌的多样，太阳能开发前景广阔，根据2021年的 世界太阳能发电关联产品的统计数据显示，我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能 电池组件上的产业规模已位居世界第一，占世界总量的一半左右，是重要的太阳能光伏电 池生产国。二、太阳能热发电常见的模式及比较分析在能源危机的驱动下，各国专家的持续研究下，人们对太阳能的开发己

5、进入了一个新 的时期，目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式，其中有部分技术较为成熟，已投入 商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器，太阳能热发电模式也可按集热器 类型的不同，分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。一平板型光伏发电系统平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、 逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱盒汇 集后直接向直流负荷供电，再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的 单相或三相交流电，最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型 电厂使用，在应用中需要考虑直流线

6、路、交流线路、升压站等部分，在发电过程中，为了 提高太阳光的利用率，通常釆用单轴或双轴追踪系统，加长阳光直射的时间，提高发电量。 因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应來驱动电池板，所以该系统占地 面积较大。总体來看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便，所需的 硅晶体材料的降价，成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电1:的综合投 资成本约为3. 34万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。二聚光型光伏发电系统聚光型光伏发电技术，是最近几年发展起來的大规模光伏发电技术，多用于兆瓦以上 规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板

7、型光伏发电技术相比，具有 更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型 光伏发电系统乂可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热 发电系统三大类。1. 槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术，其也成为 聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳 光聚焦反射到接收聚热管上，通过管内热载体将水加热成蒸汽，推动汽轮机发电。因此， 槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式 太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电，主要包括

8、: 抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构儿部分。槽式聚光热 发电系统是目前使用最早，最成熟也最为经济的发电系统。2. 塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环 形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化，进而驱动涡轮机带动发电 机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂，装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许，此系统可以搭配传统热电厂，形成循环蒸汽涡轮机发电系统， 减少对化石燃料的依赖。3. 碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、 吸热器、跟踪装置和热功转换装置等

9、组成，安装在一个双轴跟踪支撑装置上，实现定项跟 踪，连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点， 乂较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点，安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电 系统也存在一些明显的缺点，如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、 商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较，从各项指标可以看出，槽式系统目前 在商业运行中比较成熟。三、太阳能热发电技术的应用前景能源危机加上太阳能资源的多种优势，大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而 进入太阳能发电的开发，尤其是一些资源贫乏的发达国家，如日本等。太阳能的存储是一 项关键技术，目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶 系、薄膜系、多接合系、有机系等，市面常见的是结晶硅型，而薄膜系太阳能电池未來也 将有较大的市场。我国作为能源需求大国，在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电