太阳能光热发电技术特点及应用前景精选文档.ppt

1 太阳能光热发电特点及应用前景 一 太阳能光热发电技术经济特性 二 太阳能光热发电国内外发展现状 三 2 太阳能光热发电发展前景 3 （一）太阳能光热发电技术的战略地位 3 光热发电是通过“光 - 热 - 功”的转化过程实现发电的一种技 术。光热发电在原理上和传统的化石燃料电站类似，两者最大 的区别在于输入的能源不同。光热发电利用能源为太阳能，通 过聚光器将低密度的太阳能聚集成高密度的能量，经由传热介 质将太阳能转化为热能，通过热力循环做功实现到电能的转换。 太阳能热发电实质是太阳能热利用方式之一。从其发电原 理上来看，是一种绿色能源的绿色利用方式，且太阳能资源是 世界上分布最广泛的取之不尽、用之不竭的可再生能源。从这 个意义上看，太阳能光热发电技术的发展对于人类经济社会可 持续发展具有重要意义。 4 （二）太阳能光热发电技术的技术类型 4 ? 聚光太阳能热发电（ CSP ） ? 太阳能半导体温差发电 ? 太阳能烟囱发电 ? 太阳池发电 ? 太阳能热声发电 聚光光热发电是现今最具商业化利 用前景的技术形式。根据聚光方式的不同， 聚光光热发电可进一步分为点聚焦和线聚 焦两大系统。其中，点聚焦系统主要包括 塔式光热发电和碟式光热发电；线聚焦系 统主要包括槽式光热发电和线性菲涅尔式 光热发电。 槽式电站的关键设备主要包括聚光器、吸热管和储热器。槽式光热发电是 最早实现商业化运行，也是目前全球商业化运行电站中占比最大的技术形式。 5 1. 槽式光热发电 太阳能抛物面槽式发电（图片：内华达 1 号电站， 2007 年） 槽式光热发电系统的特点：一是结构简单、 成本较低；二是可通过多个聚光 - 吸热装置的串、 并联组合，构成较大容量的光热发电系统；三 是聚光比不高，一般在 50-80 ，传热介质温度也 难以提高，一般在 400 ℃ 左右；四是槽式系统热 传递回路长、热损耗大，系统综合效率较低， 约为 11%-15% 。 塔式电站主要包括定日镜、太阳塔、吸热器和储热器等。根据吸热器内传 热介质的不同，塔式电站主要包括水 / 蒸汽、熔融盐和空气三种。 6 2. 塔式光热发电 太阳能塔式发电（图片： GemaSolar 电站， 2011 年） 塔式光热发电系统的主要特点：一是聚光 比较高，一般在 300-1000 之间，容易实现较高 的系统运行温度（ 500-1400 ℃ ）；二是塔式光 热发电系统的热传递路程短、热损耗少，综合 效率高，目前可达到 14% 左右；三是太阳能塔 式发电适合于大规模、大容量商业化应用；四 是塔式光热发电系统一次性投入大，装置结构 和控制系统复杂，成本较高。 太阳能碟式 - 斯特林发电系统的关键部件包括碟式聚光器、斯特林机和传动 系统。 7 3. 碟式光热发电 太阳能碟式 - 斯特林发电（图片： SES 电站， 2010 年） 碟式光热发电系统的主要特点：一是聚光 比 高 ， 一 般 为 1000-3000 ， 运 行 温 度 可 接 近 1000 ℃ ，峰值光电转换净效率可达到 30% ；二 是碟式发电系统功率较小，一般为 5-50kW ，单 位造价昂贵；三是发电成本不依赖于工程规模， 既可以作为分布式发电系统使用，也可以建成 MW 级的电站并网发电。 线性菲涅尔式发电系统是简化的槽式发电系统，主要部件包括菲涅尔式反 射镜、吸热管和传动系统等。 8 4. 线性菲涅尔式光热发电 线性菲涅尔式光热发电（图片：皇明太阳能股份有限公司， 2010 年） 线性菲涅尔式光热发电系统的特点：一是 聚光器采用平面反射镜代替抛物面槽式反射镜， 聚光器离地面近、风载荷低、结构简单，布置 紧密，用地效率更高；二是由于吸热管无需进 行真空处理，降低了技术难度和成本，系统总 成本相对较低；三是系统聚光比较低、运行温 度不高、系统效率不高。 9 （三）不同聚光太阳能热发电方式的技 术特点比较 9 槽式 塔式 碟式 线性菲涅尔式 对光照资源要求 高 高 高 低 聚光比 50-80 300-1000 1000-3000 25-100 运行温度（ ℃ ） 350-550 500-1400 700-900 270-550 传热介质 水、合成油 水、合成油 空气 水，空气、熔融盐 储能 可储热 可储热 否 可储热 机组类型 蒸汽轮机 蒸汽轮机、燃气 轮机 斯特林机 蒸汽轮机 动力循环模式 朗肯循环 朗肯循环 布雷顿循环 斯特林循环 朗肯循环 联合运行 可 可 视具体情况 可 峰值系统效率 21% 23% 31% 20% 系统年平均效率 10%-15% 10%-16