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太陽能熱發(fā)電技術(shù)綜述
（作者未知） 2011/9/29
（接上頁）料有鋁膜、銀膜及薄銀玻璃等。目前，美國Sunlab、DOE、SAIC等正在開發(fā)一種極具前景的超薄銀玻璃反光鏡，這種鏡面能最大限度地反射陽光，提高鏡面的反射效率。中國科技大學(xué)陳天應(yīng)教授發(fā)明了“陳式曲面鏡”由于聚光效果好，聚光倍數(shù)高，很適合碟式聚光鏡。跟蹤控制系統(tǒng)目前廣泛采用的是“開式”系統(tǒng)．而閉式系統(tǒng)由于系統(tǒng)累計(jì)誤差的原因，目前還處于研制階段；但閉式系統(tǒng)是跟蹤控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，值得作進(jìn)一步研究。
（2）接收器。碟式系統(tǒng)接收器是碟式系統(tǒng)的核心。由于碟式太陽能熱發(fā)電聚光比很高，一般在500～6000之間，因而到達(dá)單位面積接收器上的能量很高。另外由于接收器內(nèi)冷熱流體分布不均勻，易產(chǎn)生“熱點(diǎn)”損壞接收器，因此一般碟式系統(tǒng)采用熟管腔式混合接收器。美國SNL正在開發(fā)一種熱管式集熱器，它能將集熱效率提高10％以上。DLR正在發(fā)展高頻等離子體噴射吸液芯結(jié)構(gòu)的技術(shù)，由于提高熱管的傳熱效率�，F(xiàn)在已經(jīng)成功研制了用于10kw系統(tǒng)的熱管集熱器。以色列魏茲曼研究所建立了一個(gè)“Big Dish”單元，目的是進(jìn)行高溫集熱器、燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)。
（3）熱機(jī)。礤式熱電系統(tǒng)中的熱機(jī)可以是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。目前用得最多，研究最熱的是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。碟式斯特林技術(shù)的研究向著提高壽命和提高系統(tǒng)可靠性方向發(fā)展。重點(diǎn)在于發(fā)展10～50kw的斯特林熱機(jī)。美國的科學(xué)應(yīng)用國際公司已經(jīng)制成了25kw的斯特林系統(tǒng)的樣機(jī)，用于作進(jìn)一步測試．2004年，美國SES公司在Sandia實(shí)驗(yàn)室建造出5套25kW碟式斯特林系統(tǒng)；由德國研發(fā)的6套9～10kw斯特林系統(tǒng)在西班牙PSA獲得示范，累計(jì)運(yùn)行達(dá)到3萬多小時(shí)。
單個(gè)碟式斯特林發(fā)電裝置的容量范圍在5-50kW之間。用氦氣或氫氣作工質(zhì)，工作溫度達(dá)800℃，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率較高。碟式系統(tǒng)可以是單獨(dú)的裝置，也可以是由碟群構(gòu)成以輸出大容量電力。最早建造碟式太陽熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置的是美國Advanco公司和McDonnell Douglas公司。由于碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)聚光比可達(dá)到3 000以上，一方面使得接收器的吸熱面積可以很小，從而達(dá)到較小的能量損失，另一方面可使接收器的接收溫度達(dá)800℃以上。因此，碟式太陽能熱發(fā)電的效率非常高，最高光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)29.4％。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)單機(jī)容量較小，一般在5～25 kW之間。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)具有壽命長、效率高、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以單臺(tái)供電，也可以多套并聯(lián)使用，非常適合邊遠(yuǎn)山區(qū)發(fā)電。整個(gè)系統(tǒng)包括：聚光集熱子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)。
國際上，有關(guān)采用溫差半導(dǎo)體、熱離子、熱光伏以及用堿金屬熱電直接轉(zhuǎn)換器（AMTEC）構(gòu)成碟式或槽式太陽熱直接發(fā)電的設(shè)想和原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告在發(fā)表，但最終未實(shí)用化，都處于研究階段。
2.3、槽式熱發(fā)電系統(tǒng)
槽式太陽能發(fā)電裝置是一種借助槽形拋物面反射鏡將太陽光聚焦反射到集熱管上，然后通過管內(nèi)熱載體將熱量帶走加熱水產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的清潔能源利用裝置。19世紀(jì)80年代，美國人John Ericsson采用槽形拋物面太陽能集熱裝置驅(qū)動(dòng)了一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)；1907，德國人Wlhelm Meier和Adolf Remshardt申報(bào)了一項(xiàng)用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產(chǎn)蒸汽的專利；1912年Shumann和Boys在該專利基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一臺(tái)用槽形拋物面太陽能集熱裝置生產(chǎn)的蒸汽驅(qū)動(dòng)45kW的蒸汽馬達(dá)泵；槽式集熱器的研究在20世紀(jì)五六十年代曾一度停止了研究，但是1977年的石油危機(jī)，重新燃起了人們對槽式集熱器的熱情。美國能源部和聯(lián)邦德國研究和技術(shù)部都在資助著槽式拋物面太陽能集熱器研究；美國在亞利桑那州建成了一臺(tái)37KW千瓦的拋物柱面聚焦的太陽能熱動(dòng)力水泵[4]。國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）的9個(gè)成員國共同參與了一項(xiàng)總功率為500kW示范試驗(yàn)，該示范項(xiàng)目于1981年投入運(yùn)營；Acurex公司的10000m2系統(tǒng)也于1977—1982年間在美國的一臺(tái)示范裝置上裝機(jī)使用。由于成本投資過于高昂的原因，這些試驗(yàn)都未最終商業(yè)化運(yùn)行。
直到1985年，美國和以色列聯(lián)合組成的LUZ國際公司在美國南加州建造了第一座商業(yè)化槽式太陽能電站，槽式太陽能發(fā)電技術(shù)才真正進(jìn)入了商業(yè)運(yùn)營階段，之后至1991年一共建造了9個(gè)柱形拋物槽鏡分散聚光系統(tǒng)的太陽能熱發(fā)電電站,總的裝機(jī)容量為353.8MW，是世界上規(guī)模最大、成效最高的太陽能發(fā)電工程。其中8號電站的循環(huán)效率為38.4%，年平均太陽能熱電轉(zhuǎn)換效率為14%，電站初始投資2650美元/kW,發(fā)電成本8美分/kWh[5]。1991年LUZ公司宣告破產(chǎn)，使得槽式太陽能發(fā)電技術(shù)在一段時(shí)間內(nèi)被冷落。進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著能源價(jià)格的快速上漲，新一輪的能源危機(jī)的到來，槽式太陽能技術(shù)又重新受到了重（未完，下一頁）
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