太 阳 能 热 发 电 资 料 整 理二0一0年六月目 录第一条 热发电概念1.1 槽式系统——“短焦距线聚焦” (01)1.2 塔式系统——“长焦距点聚焦” (04)1.3 碟式系统——“短焦距点聚焦” (05)第二条 对比2.1 性能和特点比较 (07)2.2 商业化程度 (08)2.3 使用环境 (08)第三条、可行性分析3.1 技术性 (08)3.2 投资成本 (10)第四条 供应商4.1 设备生产 (11)4.2 系统集成 (12)第五条 工程案例5.1 已建设 (13)5.2 国内热发电规划 (15)5.3 内蒙古50MW级槽式太阳能热发电示范项目可行性研究报 (15)第六条 个人小结6.1应用趋势 (20)6.2应用区域 (21)6.3与光伏发电对比 (21)6.4热发电优势 (21)第一条 热发电概念太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电。

太阳能热发电系统大致有三类:槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。

1.1 槽式系统——“短焦距线聚焦”该系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热，在换热器内产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。

图1-1 反射镜（二维）图1-2 电厂——接收（反射镜阵列）图1-3 电厂——发电厂（和火力发电共用）图1-4 电厂——原理1.2 塔式系统—— “长焦距点聚焦”该系统基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上,用以产生高温，在换热器内产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。

1.3 碟式系统—— “短焦距点聚焦”抛物面反射镜/斯特林系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成,接收器在抛物面的焦点上,接收器内的传热工质被加热到750℃左右,驱动发动机进行发电。

第二条 对比2.1 性能和特点比较2.2 商业化程度目前只有槽式线聚系统已进入商业化阶段，其他两种类型均尚处于中试和示范阶段，但其商业化前景看好。

这3种类型的系统，既可单纯应用太阳能运行，也可安装成为与常规燃料联合运行的混合发电系统。

2.3 使用环境抗风强度＜18.5m/s。

第三条、可行性分析3.1 技术性3.1.跟踪“短焦距线聚焦” --- 槽式系统 ，因为线聚焦都是延长型的，很长的槽式跟踪要一致同步，一般一个控制器可以同时控制很长的一段槽，甚至是多个槽同时控制。

跟踪不会影响槽式的发展。

“长焦距点聚焦”--- 塔式系统，跟踪难度最大的跟踪。

因为焦距长，所以跟踪精度要求的就高。

高精度受两个因素影响，一个是驱动控制精度，另一个是机械传动精度。

机械传动若要实现高精度就必然采用高差速比，一般都在数万比一。

减速就要用齿轮，齿轮的误差是无法彻底消除的。

所以高精度机械装置的造价是随精度提高而指数倍提高的。

所以塔式系统跟踪到现在还没有大规模推广的重要原因之一。

“短焦距点聚焦” --- 碟式系统，跟踪难度最低的一种，机械传动机构相对独立，容易实现。

跟踪不会影响碟式的发展。

3.1.2聚光镜槽式聚光镜：是抛物线型镜面，一般是小开口的（开口3米以下）一个模具，三米以上开口用两个模具就够了。

用树脂，菱苦土，水泥等现在做太阳灶的工艺。

玻璃镜面是热弯炉弯曲玻璃。

玻璃热弯的模具关键是要控制模具温度变型率。

曲面玻璃镀银镜有一定难度。

塔式聚光镜：国际上经常采用的是大面积玻璃银镜拉弯构成曲面，在焦点上形成小的聚光焦斑，这样做有个缺点，正午时焦点比较小，上午和下午会出现焦点变形，这个被叫做余弦效应。

为减小余弦效应，就有人把玻璃反光镜分成小块。

带来的安装麻烦也随之增加。

另外，反光镜距离光靶越远反光点变大，镜子散射增加。

能量损失也增加。

碟式聚光镜：可以多片小平镜，可以是多片圆盘，也可以是多片曲面镜。

曲面结构就是太阳灶的结构，简单且成本低。

高级一些的就要热弯玻璃，在曲面上镀镜，镀铝比较容易，镀银就有难度。

3.1.3高温接收线聚焦聚光倍率低，焦点温度低（390～734摄氏度），接收体长度大，热散失是最大的一种，无论如何他都不会成为太阳能热应用效率最高的方案。

塔式聚焦，功率大，温度高（565～1049摄氏度），可达到数千度高温。

聚光效率低，定日镜反光散射和跟踪偏差是聚光有效率不足70%。

现阶段塔式效率不比槽式高多少，但是比槽式造价高很多。

碟式点聚焦聚光倍率高，焦点温度高（750～1382摄氏度），可达到上千度。

接收到的能量最大，聚光效率最高。

适合直热发电，斯特林发电。

半导体电堆温差发电。

未来发展空间最大的方案。

3.2 投资成本3.2.1槽式系统曲面聚光最容易在短期内解决，也最容易成为中国热发电的先驱。

曲面聚光镜体制要造出好的模具，控制好热弯炉的加热，就能作出镜子。

3.2.1塔式系统三个高造价瓶颈。

第一是定日镜驱动造价，占全系统造价的25%，而且精度很难保证，抗风困难。

第二是高塔的造价，为减小镜场占地面积，只有把塔建的很高，系统越大塔就越高。

塔体造价占整个系统造价的20%。

第三是高温吸收结构，包括材料、热损失、光热转换效率。

这一点是塔式系统效率难以提高的关键。

3.2.3碟式系统聚光和跟踪系统造价最低，也最容易实现，造价很低。

将来适合独立发电系统。

第四条 供应商4.1 设备生产4.1.1集热管（HCE）1） 国际：以色列的Solel公司（被西门子收购）德国的Schott公司2） 国内：华园新能源有限公司中国科学院电工研究所皇明太阳能联合实验室南京春辉科技实业有限公司（南京中材天成新能源有限公司） 河海大学成立新材料新能源研究开发院南京工业大学4.1.2 定日镜（反射镜）美国esolar美国SolarOne美国SAIC德国Steinmuller中国科技大学——陈应天北京天羿洁源科技发展有限公司杭州大明科技控股集团4.2 系统集成美国Luz公司中国华电集团新能源发展有限公司北京中航空港通用设备有限责任公司大连星火新能源发展有限公司上海工电能源科技有限公司新疆天能新能源技术有限公司第五条 工程案例5.1 已建设美国Luz公司在加州莫哈维沙漠陆续建成了9座槽式聚光热发电站（SEGS），总装机容量为354兆瓦，年发电总量10.8亿千瓦时，发出的电力可供50万人使用。

管状集热器内工作介质为导热油，导热油通过换热器可以产生390℃的过热蒸汽以驱动蒸汽轮机发电。

随着技术不断发展，系统效率由起初的11．5％提高到13．6％。

每千瓦电能装机容量的投资己由6000美元降至2000多美元；电费由每度24美分降至7.5美分―8.5美分。

自1984年以来，Luz公司先后开发了14兆瓦、30兆瓦和80兆瓦多种系统，由太阳辐射能至电能的最高瞬时效率为24%，年平均效率最高为15%。

由于太阳能是随机的，在工作介质的回路中增设一个使用常规燃料（通常为天然气）的辅助锅炉，以备急需。

美国上世纪已经建成354MW，2007年建成64MW的Solar One；西班牙已经建成200MW，分别是Andasol 1（50MW）、AndaSol 2（50MW）、Energia Solar De Puertollano（50MW）和Alvarado 1 （50MW）。

5.1.1槽式电站5.1.2塔式电站国内已建成太阳能热发电——江宁70kWe太阳能热发电示范工程（塔式）、延庆1000kWe塔式发电、顺义空港槽式发电。

2009年底总投资１７６亿元建设的“太阳能热发电研究及产业基地”日前在山东省潍坊市峡山区奠基。

据悉，这一基地建成后将成为全球规模最大、范围最广的太阳能热发电研究及产业基地、太阳能热发电国际技术推广和产业化基地、太阳能热发电国际技术教育培训基地。

5.2 国内热发电规划甘肃玉门2000MWe新疆青松300MWe内蒙古鄂尔多斯50MWe——即将招标青海格尔木1000MWe陕西榆林500MWe海南250MWe怀柔桥梓镇一期3500万槽式发电5.3内蒙古50MW级槽式太阳能热发电示范项目可行性研究报告5.3.1概述内蒙古自治区是我国的电力输出大省，但其中绝大多数是火电，可再生能源很少，这也加速 了煤炭资源的消耗，使内蒙古提早面临能源的挑战。

因此，必须着力调整能源结构，利用其 风资源和太阳能资源的优势，大力发展可再生能源，以提升内蒙古在全国的能源地位。

内蒙古西部地区具有丰富的太阳能资源，全年日照小时数在 2 000h以上，属于我国光照资 源丰富区。

利用太阳能热发电使广大的沙漠、戈壁滩变废为宝，可以创造较好的经济效益和 社会效益。

内蒙古85MW槽式太阳能热发电示范项目拟选厂址位于鄂尔多斯库布其沙漠，太阳光热资源富 集，是开创内蒙古太阳能资源开发的示范建设项目，对槽式太阳能热发电的开发建设推广有 较好的引导作用，具有承前启后的关键性作用。

该项目的及时开发建设不仅可以为地区电网 注入更多绿色能源，对保护环境、减少污染、节约煤炭资源都将起到积极作用。

5.3.2工艺技术方案目前太阳能热发电大致可分为三大类：聚光类太阳能热发电、太阳池发电和太阳能烟囱发电 。

聚光类太阳能热发电按照接收系统的形式，又大致可分为三大类：槽式聚光太阳能热发电 、塔式聚光太阳能热发电和碟式聚光热发电。

与塔式、碟式太阳能热发电技术相比，槽式太阳能热发电技术是目前世界上最成熟的，也是 目前唯一实现商业化运行的太阳能热发电技术。

优势在于：系统结构紧凑，槽式抛物面集热 装置的制造所需的构件形式不多，容易实现标准化，适合批量生产。

如图1中所示，槽式太阳能热发电系统可分为集热区、换热区、发电区等3大区域：　1） 集热区　整个系统的核心，平行排列的槽式集热器组成太阳集热区，这些太阳能收集 器是玻璃镜面的集热器。

通过对太阳进行由东向西的跟踪，槽式集热器将太阳的直接辐射汇 集在吸热管上，吸热管中的热传导液体（称为导热油）被加热到约400℃。

2） 换热区　太阳集热区加热的导热油到换热区后依次通过太阳能过热器、太阳能蒸汽发生 器、太阳能预热器来加热给水进而里产生高压蒸汽和再热蒸汽。

考虑到导热油热物性的特点 和热力循环的最优化，蒸汽的温度选定在383℃。

为了使得转换过程中的效率最大，给水温 度最好为240℃，这是一个最佳值。

较低的给水温度会降低热效率。

较高的给水温度会导致 导热油换热器的热吸收下降并且增加太阳集热区辐射损失。

　太阳落下后，太阳集热区停止工作。

为了避免在发电中断期间，导热油发生凝结，换热区增 加了辅助加热系统，以维持导热油的最低的运行温度。

该系统当中水——蒸汽的流通路径为：①从高压给水加热器到太阳能预热器；②从太阳能预热器到太阳能蒸汽发生器；③从太阳能蒸汽发生器到太阳能过热器；④从太阳能过热器到高压蒸汽轮机入口（新蒸汽）；⑤从高压汽轮机出口到太阳能再热器；⑥从太阳能再热器到低压汽轮机入口（再热蒸汽）。

导热油的流通路径为：①从太阳能集热区到太阳能过热器和太阳能再热器；②从太阳能过热器到太阳能蒸汽发生器；③从太阳能蒸汽发生器到太阳能预热器；④从太阳能预热器和太阳能再热器到太阳能集热区。