按不同的接收器和聚光類型共可分為四類,即槽式、塔式、菲涅爾式和碟式四種。
接收器有固定式和移動式兩種。固定式接收器與電站的聚光設備是相互獨立的,這種設計便于將收集的熱能傳送到電力島中,相對應的是塔式和菲涅爾式兩種技術路線。移動式接收器與電站的聚光設備是聯動的,這種設計能夠收集到更多的熱
按不同的接收器和聚光類型共可分為四類,即槽式、塔式、菲涅爾式和碟式四種。
接收器有固定式和移動式兩種。固定式接收器與電站的聚光設備是相互獨立的,這種設計便于將收集的熱能傳送到電力島中,相對應的是塔式和菲涅爾式兩種技術路線。移動式接收器與電站的聚光設備是聯動的,這種設計能夠收集到更多的熱能,對應的是碟式和槽式兩種技術路線。
聚光有線聚光和點聚光兩種類型。線聚光下聚光器沿著單軸線追蹤陽光,并將陽光聚焦在線狀的接收器中,這種聚光方式較簡單,對應的是槽式和菲涅爾式兩種技術路線。點聚光下聚光器沿著雙軸線追蹤陽光,并將陽光聚焦在點狀的接收器中,這種聚光方式下的接收器工作在更高的溫度下,效率更高,對應的是塔式和碟式兩種技術路線。
1、塔式:聚光比和效率高且技術較成熟
塔式光熱發電是通過多臺跟蹤太陽運動的定日鏡將太陽輻射反射至放置于支撐塔上的吸熱器中,把太陽輻射能轉換為傳熱工質的熱能、再通過熱力循環將熱能轉換成電能的太陽能熱發電系統。塔式太陽能熱發電系統主要由定日鏡場、支撐塔、吸熱器、儲熱器、換熱器和發電機組等組成。按照傳熱工質的種類,塔式太陽能熱發電系統主要有水/蒸汽、熔融鹽和空氣等形式。
塔式技術路線的聚光比高(聚集到吸熱器采光口平面上的平均輻射功率密度與進入聚光場采光口的太陽法向直射輻照度之比),可達到300-1000的水平,相應的系統效率也比較高,能夠達到20%以上。該技術目前已發展的較為成熟,目前全球最大的塔式電站是美國的Ivanpah電站,由谷歌、NRG和美國亮源公司共同開發,總裝機高達392MW,占地面積3600公頃,已于2014年1月并網發電。
2、槽式:占比最大、商業化最早
槽式技術是最早實現商業化的,也是目前在全球已經投入商業化運行中占比最多的太陽能熱發電技術類型,約占80%以上。其原理是通過拋物面槽狀的聚光器跟蹤太陽,使得直射太陽光聚集到吸熱管表面,以加熱吸熱管內傳熱流體(一般是導熱油),并通過蒸氣發生器產生高溫高壓的過熱蒸汽,送至汽輪機發電機組做功發電。放熱后的導熱油返回拋物面槽式聚光器進行加熱,形成封閉的導熱油循環回路。當太陽輻照度較高時,可以將部分高溫熱量通過換熱器存儲在高溫存儲罐中,當太陽輻照強度較弱時,提取高溫儲熱罐中的熱量用于發電,以平衡太陽能波動對電力輸出穩定性的影響。
槽式太陽能熱發電系統一般由拋物面槽式反射鏡、真空集熱管、儲熱單元、蒸汽發生器和汽輪發電機組等單元組成。
作者: 來源:中國銀河證券
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