太陽能熱發(fā)電技術(shù)論文

太陽能熱發(fā)電技術(shù)論文

　　太陽能熱發(fā)電是指將太陽光聚集并將其轉(zhuǎn)化為工作流體的高，溫?zé)崮?，然后通過常規(guī)的熱機(jī)或其它發(fā)電技術(shù)將其轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的太陽能熱發(fā)電技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　太陽能熱發(fā)電技術(shù)論文篇一

　　淺談太陽能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：太陽能光伏發(fā)電已成為人們擺脫對(duì)化石燃料依賴的巨大功臣之一，尤其是化石燃料在提供能量的同時(shí)對(duì)居住環(huán)境帶來的溫室效應(yīng)等各種負(fù)面影響及化石燃料的逐漸枯竭，世界各國都在研究和探索清潔、環(huán)保的可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、水能等。太陽能作為新型清潔能源之一，擁有巨大潛力。盡管太陽能具有很多優(yōu)點(diǎn)，但太陽能的分散性、不易儲(chǔ)存、受環(huán)境影響等多方面的不利因素影響著太陽能的開發(fā)及利用。經(jīng)過國內(nèi)外專家的潛心研究，太陽能技術(shù)的開發(fā)不斷深入，太陽能熱發(fā)電技術(shù)已進(jìn)入了商業(yè)運(yùn)用階段。

　　關(guān)鍵詞：太陽能電池;熱發(fā)電;太陽能發(fā)電技術(shù)

　　能源已成為影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一大主要因素，尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐漸枯竭，當(dāng)今世界已出現(xiàn)了能源爭(zhēng)奪之戰(zhàn)。局部地區(qū)的動(dòng)亂很多都是由不可再生能源的爭(zhēng)奪引發(fā)的。面對(duì)人們能源需求量的增加而不可再生能源的減少，人們開始轉(zhuǎn)而尋求對(duì)可再生能源的開發(fā)，如風(fēng)能、水能、太陽能等。盡管目前太陽能占能源總量的比重不大，但未來的發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖?，有專家推測(cè)，到2100年來自太陽的能源超過世界能源需求總量的一半以上。

　　一、太陽能熱發(fā)電技術(shù)概述

　　太陽能作為一種清潔能源之所以被人們開發(fā)利用的時(shí)間不長(zhǎng)是因?yàn)樘枱崮艿牡兔芏?、間歇性、空間分布不斷變化等特點(diǎn)，使太陽能的收集和利用比較困難。因此，要想研發(fā)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，必須要找到有效地收集和利用太陽能的方法，也是太陽能熱發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵。因此太陽能光伏發(fā)電技術(shù)有四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即聚光器技術(shù)、吸收器技術(shù)、跟蹤技術(shù)和熱能存儲(chǔ)技術(shù)。聚光器技術(shù)、吸收器技術(shù)主要是研究如何更高效地獲取太陽光源，難點(diǎn)在于解決太陽光熱能的低密度、分布不斷變化等特點(diǎn);熱能存儲(chǔ)技術(shù)攻克的難點(diǎn)在于如何將收集到的太陽光源存儲(chǔ)起來，并減少熱量的損失，以備在陰天、下雨、夜間等無太陽光源時(shí)提供能量。

　　盡管太陽能是一種天然的、清潔的、可再生的能源，但由于太陽能所具有的低密度、間歇性、空間分布不斷變化等特點(diǎn)，造成其開發(fā)利用投入的成本較高，阻礙了人們對(duì)太陽熱能的開發(fā)。但是太陽熱能技術(shù)一旦前期投入完成(固定投入)，后期將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，再加上化石燃料對(duì)地區(qū)環(huán)境帶來的負(fù)面影響及其本身的不可再生性，促使各國政府轉(zhuǎn)向大力支持太陽熱能的開發(fā)。太陽能熱發(fā)電這基礎(chǔ)的四方面技術(shù)解決的核心在于新型材料的研發(fā)。當(dāng)前太陽能發(fā)電技術(shù)主要是太陽能光伏(PV)電池技術(shù)和聚光太陽能(CSP)技術(shù)。我國幅員遼闊，橫跨多個(gè)緯度，再加上地形地貌的多樣，太陽能開發(fā)前景廣闊，根據(jù)2009年的世界太陽能發(fā)電關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國大陸在結(jié)晶硅太陽能電池及結(jié)晶硅太陽能電池組件上的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，占世界總量的一半左右，是重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。

　　二、太陽能熱發(fā)電常見的模式及比較分析

　　在能源危機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，各國專家的持續(xù)研究下，人們對(duì)太陽能的開發(fā)已進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，目前已開發(fā)出多種形式的太陽能熱發(fā)電模式，其中有部分技術(shù)較為成熟，已投入商業(yè)運(yùn)行中。太陽能熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一就是集熱器，太陽能熱發(fā)電模式也可按集熱器類型的不同，分為平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)和聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)。

　　(一)平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)

　　平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池板、直流保護(hù)與匯集系統(tǒng)、交流保護(hù)與開關(guān)系統(tǒng)、逆變器、發(fā)電量計(jì)量、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等幾部分。此系統(tǒng)的工作原理是電池板陣列經(jīng)匯線箱(盒)匯集后直接向直流負(fù)荷供電，再經(jīng)逆變器將匯集后的直流電源轉(zhuǎn)變成符合交流電壓、頻率的單相或三相交流電，最后匯入用戶的電源系統(tǒng)。平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)主要在大規(guī)模并網(wǎng)型電廠使用，在應(yīng)用中需要考慮直流線路、交流線路、升壓站等部分，在發(fā)電過程中，為了提高太陽光的利用率，通常采用單軸或雙軸追蹤系統(tǒng)，加長(zhǎng)陽光直射的時(shí)間，提高發(fā)電量。因追蹤系統(tǒng)的原理是根據(jù)太陽方位角的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生陰影效應(yīng)來驅(qū)動(dòng)電池板，所以該系統(tǒng)占地面積較大?？傮w來看平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)含量低、安裝施工方便，所需的硅晶體材料的降價(jià)，成本呈下降趨勢(shì)。據(jù)估算平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)每千瓦發(fā)電量的綜合投資成本約為3.5～4萬元。但該系統(tǒng)存在發(fā)電效率低、不便運(yùn)輸、不便于維護(hù)等缺點(diǎn)。

　　(二)聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)

　　聚光型光伏發(fā)電技術(shù)，是最近幾年發(fā)展起來的大規(guī)模光伏發(fā)電技術(shù)，多用于兆瓦以上規(guī)模的并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電廠。聚光型光伏發(fā)電技術(shù)與平板型光伏發(fā)電技術(shù)相比，具有更經(jīng)濟(jì)、建設(shè)周期短、維護(hù)方便、占地面積小、對(duì)場(chǎng)地平整程度要求不高等優(yōu)點(diǎn)。聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)又可分為槽式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)、塔式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)三大類。

　　1.槽式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電最早被使用的技術(shù)就是槽式聚光技術(shù)，其也成為聚光式太陽能技術(shù)中最為成熟的技術(shù)。槽式太陽能熱發(fā)電是借助槽形拋物面聚光器將太陽光聚焦反射到接收聚熱管上，通過管內(nèi)熱載體將水加熱成蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。因此，槽式熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)是太陽熱能聚光器、吸收器、跟蹤技術(shù)及高溫?zé)崮軆?chǔ)存技術(shù)。槽式太陽能熱發(fā)電廠主要包括集熱和發(fā)電兩大部分。其中集熱部分不同于傳統(tǒng)發(fā)電，主要包括：拋物面槽形反光鏡、熱接受器、單軸追蹤控制系統(tǒng)、集熱器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)幾部分。槽式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)是目前使用最早，最成熟也最為經(jīng)濟(jì)的發(fā)電系統(tǒng)。

　　2.塔式聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。塔式聚光技術(shù)是通過接受器聚焦分布安裝在聚光塔周圍呈環(huán)形排布的定日鏡陣反射的太陽光。在接受器內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。西班牙的PS20是目前建設(shè)的最大的塔式熱發(fā)電廠，裝機(jī)容量為20MW，占地約1 415畝。若場(chǎng)地條件允許，此系統(tǒng)可以搭配傳統(tǒng)熱電廠，形成循環(huán)蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，減少對(duì)化石燃料的依賴。

　　3.碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)。碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡、吸熱器、跟蹤裝置和熱功轉(zhuǎn)換裝置等組成，安裝在一個(gè)雙軸跟蹤支撐裝置上，實(shí)現(xiàn)定項(xiàng)跟蹤，連續(xù)發(fā)電。碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)既保留了塔式系統(tǒng)聚焦比高、規(guī)模大的優(yōu)點(diǎn)，又較好地解決了塔頂吸熱器熱損大的缺點(diǎn)，安裝維護(hù)成本較低。但碟式斯特林聚光熱發(fā)電系統(tǒng)也存在一些明顯的缺點(diǎn)，如發(fā)電效率低、占地面積大、使用材料多等。

　　針對(duì)三種聚光式熱發(fā)電系統(tǒng)在規(guī)模、運(yùn)行溫度、年容量因子、峰值效率、年凈效率、商業(yè)化情況及技術(shù)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等因素做出的綜合比較，從各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，槽式系統(tǒng)目前在商業(yè)運(yùn)行中比較成熟。

　　三、太陽能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景

　　能源危機(jī)加上太陽能資源的多種優(yōu)勢(shì)，大量的傳統(tǒng)的靠化石燃料獲取能源的公司轉(zhuǎn)而進(jìn)入太陽能發(fā)電的開發(fā)，尤其是一些資源貧乏的發(fā)達(dá)國家，如日本等。太陽能的存儲(chǔ)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前涉獵太陽能電池的企業(yè)已形成規(guī)模。太陽能電池按材料組成可分為結(jié)晶系、薄膜系、多接合系、有機(jī)系等，市面常見的是結(jié)晶硅型，而薄膜系太陽能電池未來也將有較大的市場(chǎng)。我國作為能源需求大國，在結(jié)晶硅太陽能電池和結(jié)晶硅太陽能電池組件的生產(chǎn)上成績(jī)顯著，總量均占到世界總量的一半左右。在世界各國的努力下，新型復(fù)合材料的制成，獲取太陽能技術(shù)將不斷成熟，成本也會(huì)降低，大規(guī)模的太陽能熱電廠會(huì)越來越多，當(dāng)太陽能發(fā)電成本降低到一定程度時(shí)，將會(huì)成為未來電網(wǎng)的主力。

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