目前世界上较大的太阳能塔式电站功率已达到10MW， 太阳能辐射通过多个反射镜聚集到放置在高塔顶的中心吸收 器上。计算机控制每块反射镜都能独立的根据太阳的位置来 调整各自的方位和倾角，这保障了每块反射镜都能随时把太 阳能反射到吸收器上，但这无疑增加了成本。
塔式电站的致命缺点是太阳能电站规模越大，反射镜阵列 的占的面积越大，吸收塔的高度也要提升。例如，一个计划 中的1MW的塔式电站，要用2.93万块反射镜，单镜面积为 30m2 。 这 些 反 射 镜 布 置 在 3km2 的 场 地 上 ， 塔 的 高 度 为
此类系统由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的 水蒸汽质量不高，使整个系统的年发电效率仅能 达到10%左右；但由于系统结构简单、直接使用 导热介质产生蒸汽等特点，其建设和维护成本也 相对较低。
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斯特林发电机
Schematic of a Stirling system
Schematic of a Dish/Stirling system
汽轮机和空冷岛
塔式、槽式和碟式三种电站技术比较
塔式电站和碟式抛物镜集热器分散布置式电站均为点聚 焦，聚光倍数高达500以上。
但塔式电站的跟踪代价高，碟式电站的能量集中代价大， 二者受到了目前技术水准的限制，实现商业化尚需时日。
槽式电站是线聚焦，聚光倍数小于100。但槽式电站跟 踪精度低，导致控制代价小，同时采用管状吸收器，工 作介质受热流动同时集中能量。槽式电站的总体代价相 对小，经济效益相对提高，所以目前槽式电站发展迅速。
光热发电技术比较
槽式
优点
缺点
同步跟踪降低跟踪控制代价，成本低；具 管道系统比塔式复杂得多，
有商业化运行经验。中、高温过程，可以 热量及阻力损失大，真空管
蓄热储能、联网发电运行。
破损更换增加成本。
塔式
采用高温熔融盐蓄热储能，聚光比高，易 达到较高工作温度；接收器散热面积相对 较小。
技术复杂，投资较大，发电 成本高，配套设备还不成熟。
一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料 的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金 属热电转换，以及磁流体发电等。（不是光伏）
另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电 机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自 燃料，而是来自太阳能。 聚 光 太 阳 能 发 电 （ Concentrating Solar Power ， 缩 写 CSP），准确表述应是“聚光太阳能热发电”，俗称“光热 发电”，指使用辐射能汇聚装置，聚焦太阳的辐射能，加 热工质，通过工质输送热能做功推动发电机的发电方式。
斯特林发动机
聚焦到太阳能接收器的 太阳能，转换为25kW 的电力，其峰值转换效 率约为31.25%。SES 公司拥有将太阳能转换 为商业网络电力31.25 ％的世界转换效率纪录
碟式斯特林系统 在中国商业化推 广的主要瓶颈在 于斯特林发动机 的开发
聚焦到太阳能接收器的太阳能，其峰值转换效率为 31.25%。SES公司拥有将太阳能转换为商业网络电力 31.25%的世界转换效率纪录。
塔式电站的聚光倍数高(1000～3000Байду номын сангаас，其介质工作温度通常大 于350℃，因此通常被称为高温太阳能热发电。
塔式电站的优点是聚光倍数高，容易达到较高的工作温度；能量 集中过程由反射光一次完成，方法简捷有效；吸收器散热器面积相 对较小，光热转换效率高。
但塔式电站建设费用高，其中反射镜的费用占50%以上。太阳能 塔式电站的总体效率可以达到20%。
305m。
IVANPAH （美国）392MW
延庆1MW光热电站集热塔
延庆1MW光热电站反射镜
延庆1MW 光热电站效果图
碟式光热发电
碟式斯特林
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菲涅尔式光热发电
线性菲涅尔式 49
线性菲涅尔式光热发电工作原理类似槽式光热发
电，只是采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜。 这使得它的成本相对来说低廉，但效率也相应降 低。
太阳能光热发电（CSP） 基础知识学习
2020年5月1日星期五
1
光热发电概述
2
槽式光热发电
3
塔式光热发电
目
录
4
碟式光热发电
5 6
菲涅尔式光热发电 总结讨论
概述
目前利用太阳能发电的两种基本方式
太阳能热发电
太阳能热动力发电 太阳能热能发电
太阳能光伏发电 3
概述
太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成 电能，它有两种转化方式：
太阳能热发电系统工作原理
集热器收集太阳能 转变为热能
直接转变为电能 转化为蒸汽驱动发电机
太阳能热发电系统与火力发电系统的工作原理基本上 相同的。根本区别在于热源不同。
太阳能热发电系统组成
典型的太阳能热发电系统由4部分组成： 集热子系统 热传输子系统 蓄热与热交换子系统 发电子系统
➢ 蓄热子系统：由于太阳能受季节、昼夜和气象条件的 影响，为保证发电系统的热源稳定，需设置蓄热装置。
蝶式
热力发电效率高，单台装置可独立运行， 也可进行模块化组合，自动化控制性好， 维护量少；建设周期短，运行成本低。
造价昂贵，商业化可行性需 要证实。
菲涅尔式 集便直热于接管制产固造生定与蒸，清汽连洗，接，参简同数单时高，近；反地造射安价镜装相为，对平风便面阻宜镜小。，；投储运能机 时组间少较，小效。率不够高，
蓄热 低温（<100℃） 中温（100~500 ℃ ） 高温（>500 ℃ ） 极高温(1000 ℃左右)
蓄热材料 水化盐 导热油 熔化盐 氧化锆耐火球
7
槽式光热发电
抛物面槽式
9
88
塔式光热发电
塔式
17
塔式
18
塔式电站 Power Towers
塔式电站用一个中心吸收器取代火力发电站的锅炉。吸收器利用 由许多反射镜聚集的阳光把其中的介质(如水)加热，并产生温度和 压力都相当高的蒸汽。蒸汽驱动汽轮发电机组发电。
发电方式 规模
运行温度/℃ 聚光方式 跟踪方式 聚光倍数
光热转换效率/% 年净效率/%
发展状态
优点
缺点
太阳能聚光热发电技术比较
塔式
槽式
碟式
10MW～20MW 500～1000
平凹面反射镜
30KW～320KW 260～400
抛物面反射镜
5KW～25kW 500～1500 旋转对称的抛物面反射镜