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        湖北齊星集團

        光伏發電和風力發電以外的新能源-光熱發電的前景和弊端

        時間:2019-04-02

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        光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能。這種技術的關鍵元件是太陽能電池,經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。而光熱發電是指將太陽能聚集,通過換熱裝置提供蒸汽,進而驅動汽輪機發電。

        太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,結合傳統汽輪發電機的工藝,從而達到發電的目的。采用太陽能光熱發電技術,避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝,可以大大降低太陽能發電的成本。而且,這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉換所無法比擬的優勢,即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中,在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發電。通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置,利用太陽能加熱收集裝置內的傳熱介質(液體或氣體),再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發電機發電。

        太陽能熱發電站主要有塔式、槽式和碟式(盤式)三類。

        a.槽式系統

        槽式太陽能熱發電系統全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發電系統,是將多個槽型拋物面聚光集熱器經過串并聯的排列,加熱工質,產生高溫蒸汽,驅動汽輪機發電機組發電。

        要提高槽式太陽能熱發電系統的效率與正常運行,涉及到兩個方面的控制問題,一個是自動跟蹤裝置,要求使得槽式聚光器時刻對準太陽,以保證從源頭上最大限度的吸收太陽能,據統計跟蹤比非跟蹤所獲得的能量要高出37.7%。另外一個是要控制傳熱液體回路的溫度與壓力,滿足汽輪機的要求實現系統的正常發電。針對這兩個控制問題,國內外學者都展開了研究,取得了一定的研究進展。

        b.塔式系統

        塔式電站,最大發電功率為80MW。由于單位容量投資過大,且降低造價十分困難,因此太陽能熱發電站的建設逐漸冷落下來。

        c.碟式(盤式)系統

        盤式(又稱碟式)太陽能熱發電系統是世界上最早出現的太陽能動力系統。近年來,盤式太陽能熱發電系統主要開發單位功率質量比更小的空間電源。盤式太陽能熱發電系統應用于空間,與光伏發電系統相比,具有氣動阻力低、發射質量小和運行費用便宜等優點。

        盤式(又稱碟式)太陽能熱發電系統(拋物面反射鏡斯特林系統)是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡組成,接收在拋物面的焦點上,接收器內的傳熱工質被加熱到750℃左右,驅動發動機進行發電。

        盤式太陽能熱發電系統功率較小,一般為5~50kw,可以單獨分散發電,也可以組成較大的發電系統。盤式太陽能熱發電系統應用于空間,與光伏發電系統相比,具有氣動阻力低、發射質量小和運行費用便宜等優點。

        以上三種系統性能比較。三種系統目前只有槽式線聚焦系統實現了商業化,其他兩種處在示范階段,有實現商業化的可能和前景。三種系統均可單獨使用太陽能運行,安裝成燃料混合(如與天然氣、生物質氣等)互補系統是其突出的優點。就幾種形式的太陽熱發電系統相比較而言,槽式熱發電系統是最成熟,也是達到商業化發展的技術,塔式熱發電系統的成熟度目前不如拋物面槽式熱發電系統,而配以斯特林發電機的拋物面盤式熱發電系統雖然有比較優良的性能指標,但目前主要還是用于邊遠地區的小型獨立供電,大規模應用成熟度則稍遜一籌。應該指出,槽式、塔式和盤式太陽能光熱發電技術同樣受到世界各國的重視,并正在積極開展工作。

        光熱發電的瓶頸所在:

        1、技術障礙

        從太陽能熱發電發展戰略來看,提升太陽能光熱發電的自主創新能力和技術升級速度,才能為太陽能光熱發電提供強有力的支撐。

        2,成本過高

        太陽能熱發電產業從技術源的成功,到最后在全球普遍使用,是一個漫長的過程。實現太陽能光熱轉換的聚光接收器能否做到高效率、低成本,是太陽能熱發電能否實現商業化的關鍵。

        ,3、缺乏政策支持

        太陽能光熱發電要健康發展,國家政策很重要,上網電價及政府補貼政策一定要出臺。太陽能光熱發電產業發展完全可以效仿光伏及風電產業的發展路線圖。

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