塔式太阳能热发电技术进展.pptx

塔式太阳能热发电技术进展塔式太阳能介绍塔式太阳能原理塔式太阳主要部件介绍塔式太阳在我国应用前景全国首座70千瓦塔式太阳能发电站于07年在江宁建成，经专家验收后，并网发电。此消息让张耀明、欧阳平凯、吴中如等国内知名中国工程院院士心潮起伏，这就意味着，他们联名提出的大力扶持太阳能热发电技术的建议已“开花结果”，同时也意味着在江苏打造“阳光三峡”的梦想也不再遥远。2007年9月3日，在江苏省科协举办的“江苏科技论坛”上，太阳能研究专家张耀明院士首次对外披露，该电站的聚光发电研究已进入到第六代———光电热综合利用阶段，不仅大大降低电价，还可为周边居民提供热水、暖气等热能。南京江宁塔式太阳能图塔式太阳能热发电系统,也称集中型太阳能热发电系统,主要由定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成。基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中,再利用高温介质加热水产生蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图所示。塔式太阳能部件介绍定日镜由反射镜、跟踪传动机构、镜架及基座组成,是塔式电站最关键也是最昂贵的部件。目前,定日镜的控制精度、运行稳定性和安全可靠性及降低建造成本是定日镜研究开发的主要内容。国际上现有的塔式太阳能接收器主要分为间接照射接收器和直接照射接收器两大类。间接照射接收器向载热工质的传热过程不发生在太阳照射面,工作时聚焦入射的太阳能先加热受热面,受热面升温后再通过壁面将热量向另一侧的载热工质传递。管状接收器即为间接式。直接照射接收器也称空腔式接收器,特点是接收器向载热工质的传热与入射阳光加热受热面在同一表面发生,由于特定形状的内表面具有几近黑体的特性,可有效吸收入射的太阳能,避免选择性吸收涂层的问题。塔式太阳能热发电站是采用灌装接收器，管外壁涂有耐高温吸收涂成，能最大限度吸收太阳辐射热能。空腔式接收器最早应用在PHOEBUS系统中,利用金属丝网直接吸收太阳辐射,温度可高达800℃。后来,金属丝网逐渐被SiC（碳化硅）或AL2O3（三氧化二铝）材料所取代。新型空腔式接收器置于有压容器中,阳光通过抛物面状石英玻璃窗口进入容器,如图所示。导热油既可用于蓄热又可用于传热介质,一般用于400℃以下的场合,限制了塔式系统接收器的聚焦温度。油类在高温时的蒸汽压力非常大400℃时大于1MPa,使用其作为蓄热介质需要特殊的压力阀等设备,存在很大的困难,容易引发火灾,且价格昂贵。SolarOne采用的蓄热介质是牌号为Caloria一43的导热油和6100t砂石,利用价格低廉的砂石作为填充材料以降低蓄热系统成本。液态金属能应用于较高的温度,且金属材料密度大,导热率高,整体温度分布均匀,但高温下与空气接触易燃易爆,由此带来的安全问题制约了其在塔式电站蓄热系统中的应用。太阳能在我国的应用前景塔式太阳能热力发电是不需要耗费化石能源,无任何污染排放的清洁发电技术,美国、西班牙等国都进行了深入的研究和应用,经过几十年的发展,该项技术日臻成熟。我国的日照条件、土地使用情况等均适宜于塔式太阳能热电站的建设和运行,发展塔式太阳能热发电对于满足我国快速增长的能源需求和保护生态环境具有重要的战略意义。我国在这方面的研究起步较晚,成本和技术是制约我国塔式太阳能热发电商业运作的两大瓶颈,我们应学习借鉴国外已有的研究成果,加大在塔式太阳能热发电方面的研究,尤其是所涉及的关键技术,研制出符合塔式太阳能热发电系统要求的部件并在适宜地区进行试验,尽可能降低成本,以大力推广塔式太阳能热发电技术。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群,将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上产生高温,加热工质产生过热蒸汽或高温气体,驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电,从而将太阳能转换为电能。塔式电站的优点：１．聚光倍数高，容易达到较高的工作温度，数组中的定日镜数目越多，其聚光比越大，接收器的集热温度也就愈高；２．能量集中过程是靠反射光线一次完成的，方法简捷有效；３．接收器散热面积相对较小，因而可得到较高的光热转换效率。定日镜接收器按照制作材料,接收器又可分为金属和非金属两大类。金属接收器的整体密封性、导热性、承压能力较好,但耐高温性能比非金属差。非金属接收器的优点在于耐高温、耐腐蚀,使用寿命长,常用材料有陶瓷、石墨、玻璃及氟塑料等。热储热介质溶盐作为储热介质可以使太阳能电站操作温度提高到450一500℃,发电效率提高到40%,蓄热效率提高2.5倍,从而在热容量一定时减小蓄热容器的体积。此外,熔盐价格低廉,环境友好。常见的熔盐有碳酸盐、氯化物、氟化物和硝酸盐,其中,硝酸熔盐在太阳能热发电中的应用较为广泛。SolarTwo采用SolarSalt混合熔盐作为传热和蓄热介质,此熔盐在220℃时开始熔化,在60