太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的基本類型（新能源發(fā)電技術(shù)）

太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)5——太陽(yáng)能熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱發(fā)電站中用于存儲(chǔ)熱量和釋放熱量的系統(tǒng)。太陽(yáng)能熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)所存儲(chǔ)的熱量在太陽(yáng)輻照度低時(shí)釋放，能夠有效平抑太陽(yáng)輻射能的間歇性變化，同時(shí)增加太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電時(shí)間，提高發(fā)電設(shè)備的使用率，增加整個(gè)系統(tǒng)的有效發(fā)電量。蓄熱方式分類1顯熱蓄熱2潛熱蓄熱3化學(xué)反應(yīng)蓄熱

利用物質(zhì)溫度升高成降低來(lái)存儲(chǔ)或釋放熱量，蓄熱材料在儲(chǔ)存和釋放熱能時(shí)，材料自身只發(fā)生溫度的變化而不發(fā)生其他任何變化。顯熱蓄熱這種蓄熱方式簡(jiǎn)單、成本低，是較為成熟的蓄熱方式，已有大規(guī)模工程應(yīng)用。顯熱蓄熱材料在釋放能量時(shí)的溫度發(fā)生連續(xù)變化，不能維持在一定的溫度下釋放所有能量，無(wú)法達(dá)到控制溫度的目的，并且該類材料儲(chǔ)能密度低，從而使相應(yīng)的裝置體積龐大。顯熱蓄熱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)具有較高的蓄熱密度和較小溫差內(nèi)發(fā)生充熱與放熱過(guò)程等。固液相變式蔡熱具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。與顯熱蓄熱方式相比，潛熱蓄熱的儲(chǔ)能密度較大,儲(chǔ)存相同的熱量潛熱儲(chǔ)熱設(shè)備所需的容積比顯熱儲(chǔ)熱設(shè)備小得多。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)利用物質(zhì)相變過(guò)程中吸收或放出的相變潛熱來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的存儲(chǔ)和釋放。顯熱蓄熱儲(chǔ)能密度比潛熱蓄熱的儲(chǔ)能密度還高。由于技術(shù)復(fù)雜并且使用不便等原因，距離實(shí)際應(yīng)用還較遠(yuǎn)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)利用可逆化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的吸收或放出的化學(xué)反應(yīng)熱來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的存儲(chǔ)和釋放。正反應(yīng)時(shí)吸熱，熱量被存儲(chǔ)起來(lái)；逆反應(yīng)放熱，熱量被釋放出來(lái)?；瘜W(xué)反應(yīng)蓄熱蓄熱系統(tǒng)分類根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)分為主動(dòng)型和被動(dòng)型兩種。1主動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)2被動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)

蓄熱介質(zhì)在太陽(yáng)能吸熱器或蒸汽發(fā)生器等換熱設(shè)備中通過(guò)強(qiáng)迫流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行熱交換的蓄熱系統(tǒng)。所用的蓄熱介質(zhì)通常為水/蒸汽、導(dǎo)熱油、熔融鹽、固體粒子等流體。根據(jù)蓄熱介質(zhì)是否直接作為傳熱工質(zhì)從太陽(yáng)能集熱場(chǎng)中獲取熱量。主動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)又分為主動(dòng)型直接蓄熱系統(tǒng)和主動(dòng)型間接蓄熱系統(tǒng)。主動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)其蓄熱介質(zhì)是太陽(yáng)能集熱場(chǎng)中的傳熱工質(zhì)，直接從太陽(yáng)能集熱場(chǎng)中獲得熱量用于存儲(chǔ)。主動(dòng)型直接蓄熱系統(tǒng)通常有雙罐直接蓄熱系統(tǒng)和單罐直接蓄熱系統(tǒng)。主動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)

儲(chǔ)熱時(shí)，從低溫蓄熱罐中的低溫傳熱工質(zhì)經(jīng)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)加熱為高溫傳熱工質(zhì)輸送至高溫蓄熱罐中存儲(chǔ)；雙罐直接蓄熱系統(tǒng)

主動(dòng)型雙罐直接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和高溫蓄熱罐，其工作原理如圖所示:

放熱時(shí)，從高溫蓄熱罐中流出的高溫蓄熱介質(zhì)與蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水或蒸汽進(jìn)行熱交換后變?yōu)榈蜏匦顭峤橘|(zhì)存儲(chǔ)至低溫罐中，蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽輸送至汽輪機(jī)發(fā)電。雙罐直接蓄熱系統(tǒng)

主動(dòng)型雙罐直接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和高溫蓄熱罐，其工作原理如圖所示:

該蓄熱系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是冷，熱蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，便于控制。雙罐直接蓄熱系統(tǒng)

主動(dòng)型雙罐直接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和高溫蓄熱罐，其工作原理如圖所示:

英國(guó)的SEGSI電站采用礦物油為太陽(yáng)能集熱場(chǎng)內(nèi)傳熱工質(zhì)和蓄熱介質(zhì)，經(jīng)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)加熱的礦物油與未被加熱的礦物油分開(kāi)存儲(chǔ)，冷油儲(chǔ)罐內(nèi)和熱油儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度分別為240℃和307℃，蓄熱容量為120MW?h，可供額定功率14MW的汽輪機(jī)滿負(fù)荷工作3h。雙罐直接蓄熱系統(tǒng)應(yīng)用

采用熔融鹽作為傳熱工質(zhì)和蓄熱介質(zhì)，經(jīng)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)加熱的熔融鹽與未被加熱的熔融鹽分開(kāi)存儲(chǔ)，熔融鹽的低溫和高溫儲(chǔ)罎的設(shè)計(jì)溫度分別為290°C和565°C，蓄熱容量為105MW?h，可供額定功率10MW的汽輪機(jī)滿負(fù)荷工作3h。雙罐直接蓄熱系統(tǒng)應(yīng)用美國(guó)的太陽(yáng)能Ⅱ號(hào)（SolarTwo)塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站

西班牙GEMASOLAR塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站采用熔融鹽為傳熱工質(zhì)和蓄熱介質(zhì)，經(jīng)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)加熱的熔融鹽與未被加熱的熔融鹽分開(kāi)存儲(chǔ)，熔融鹽的低溫和高溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度分別為290°C和565°C，蓄熱系統(tǒng)可供額定功率19.9MW的汽輪機(jī)滿負(fù)荷工作15h。雙罐直接蓄熱系統(tǒng)應(yīng)用

蓄熱介質(zhì)存儲(chǔ)于一個(gè)蓄熱罐中，蓄熱介質(zhì)在罐中呈自然的溫度分層，溫度梯度較大的蓄熱介質(zhì)層稱為斜溫層或溫躍層，熱流體存儲(chǔ)于斜溫層的上部，冷流體存儲(chǔ)于斜溫層的下部，通常填充石英巖和砂子等固體蓄熱材料以形成較為穩(wěn)定的斜溫層。截至2012年底尚無(wú)此類系統(tǒng)商業(yè)化太陽(yáng)能熱發(fā)電站應(yīng)用案例。單罐直接蓄熱系統(tǒng)在壓力容器內(nèi)儲(chǔ)存水，將蒸汽通人水中，使容器內(nèi)水的溫度和壓力升髙，形成具有一定壓力的飽和水；而當(dāng)容器內(nèi)壓力下降時(shí)，飽和水成為過(guò)熱水并立即沸騰而蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。采用蒸汽蓄熱器進(jìn)行蓄熱是另一種主動(dòng)型直接蓄熱系統(tǒng)。工作原理

均采用蒸汽蓄熱器進(jìn)行蓄熱，水/蒸汽既是傳熱工質(zhì)也是蓄熱介質(zhì)。采用蒸汽蓄熱器進(jìn)行蓄熱應(yīng)用西班牙PS10和PS20太陽(yáng)能熱發(fā)電站主動(dòng)型間接蓄熱系統(tǒng)其蓄熱介質(zhì)與太陽(yáng)能集熱場(chǎng)內(nèi)的傳熱工質(zhì)不同，傳熱工質(zhì)從太陽(yáng)能集熱場(chǎng)獲得的熱量經(jīng)換熱設(shè)備傳遞給蓄熱介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)。根據(jù)蓄熱介質(zhì)的存儲(chǔ)方式，主動(dòng)型間接蓄熱系統(tǒng)又分為雙罐間接蓄熱系統(tǒng)和單罐間接蓄熱系統(tǒng)。雙罐間接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和髙溫蓄熱罐內(nèi)；單罐間接蓄熱系統(tǒng)的蓄熱介質(zhì)存儲(chǔ)于同一蓄熱罐內(nèi)。主動(dòng)型間接蓄熱系統(tǒng)030201123

充熱時(shí)，經(jīng)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)加熱的導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱油/熔融鹽換熱器內(nèi)將熔融鹽加熱，髙溫熔融鹽存儲(chǔ)于髙溫熔融鹽儲(chǔ)罐內(nèi)，被冷卻的導(dǎo)熱油流回太陽(yáng)能集熱場(chǎng)繼續(xù)加熱。雙罐間接蓄熱系統(tǒng)主動(dòng)型雙罐直接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和高溫蓄熱罐，其工作原理如圖所示:

放熱時(shí)，髙溫熔融鹽流入熔融鹽/蒸汽發(fā)生器內(nèi)加熱蒸汽獲得的過(guò)熱蒸汽流人蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，被冷卻的熔融鹽流回低溫熔融鹽儲(chǔ)罐內(nèi)存儲(chǔ)。雙罐間接蓄熱系統(tǒng)主動(dòng)型雙罐直接蓄熱系統(tǒng)內(nèi)不同溫度的蓄熱介質(zhì)分開(kāi)存儲(chǔ)，分別存儲(chǔ)于低溫蓄熱罐和高溫蓄熱罐，其工作原理如圖所示:

采用雙罐間接蓄熱系統(tǒng)，蓄熱介質(zhì)是熔融鹽，傳熱工質(zhì)為導(dǎo)熱油，低溫和商溫蓄熱罐中熔融鹽的溫度分別為291℃和384℃蓄熱容量為1010MW?h,可供額定功率50MW的汽輪機(jī)滿負(fù)荷工作7.5h。雙罐間接蓄熱系統(tǒng)應(yīng)用西班牙安達(dá)索1號(hào)太陽(yáng)能熱發(fā)電站

蓄熱介質(zhì)通常為固體，包括混凝土、固體鹽、鑄鐵和陶瓷等，也可為液體或者相變材料等。通過(guò)太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中的傳熱工質(zhì)進(jìn)行充熱和放熱，蓄熱介質(zhì)通常保持不動(dòng)或進(jìn)行無(wú)外力作用下的低速流動(dòng)。被動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)混凝土

充熱時(shí)，從太陽(yáng)能集熱場(chǎng)獲得的高溫導(dǎo)熱油流人固體蓄熱裝置，將導(dǎo)熱油流存儲(chǔ)于固體蓄熱裝置中的蓄熱介質(zhì)中；以固體蓄熱介質(zhì)為例，其工作原理如圖所示:被動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)

放熱時(shí)，溫度較低的導(dǎo)熱油流入固體蓄熱裝置被加熱為高溫導(dǎo)熱油，高溫導(dǎo)熱油流入導(dǎo)熱油/蒸汽發(fā)生器獲得髙溫高壓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。以固體蓄熱介質(zhì)為例，其工作原理如圖所示:被動(dòng)型蓄熱系統(tǒng)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)2——槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)

利用拋物面槽式聚光器和位于拋物面焦線處的吸熱管吸收太陽(yáng)輻射能的發(fā)電系統(tǒng)。多個(gè)串并聯(lián)排列的拋物面槽式聚光器匯聚太陽(yáng)光至位于拋物面焦線處的吸熱管加熱管內(nèi)傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)傳送熱能至蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。1系統(tǒng)組成

一般由拋物面槽式聚光器、吸熱管、儲(chǔ)熱單元、蒸汽發(fā)生器和汽輪發(fā)電機(jī)組等單元組成。系統(tǒng)組成

拋物面槽式聚光器、拋物面槽式吸熱管和跟蹤裝置構(gòu)成集熱器，集熱器通過(guò)跟蹤裝置跟蹤太陽(yáng)，使得直射太陽(yáng)光聚集到吸熱管表面。集熱器

固定在拋物面槽式聚光器的焦線處，焦線是拋物面槽式聚光器焦點(diǎn)的連線。吸熱管內(nèi)裝有傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)有導(dǎo)熱油、熔融鹽、水/蒸汽等，目前廣泛采用的是導(dǎo)熱油。吸熱管

蓄熱系統(tǒng)（見(jiàn)太陽(yáng)能熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)）由蓄熱材料和蓄熱裝備組成，在太陽(yáng)輻照度髙時(shí)儲(chǔ)存熱量、輻照度低時(shí)釋放熱量。發(fā)電系統(tǒng)包括蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及相關(guān)設(shè)備。蓄熱系統(tǒng)2工作原理

拋物面槽式集熱器將收集到的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能加熱吸熱管內(nèi)的傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)通過(guò)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生高溫高壓的過(guò)熱蒸汽，放熱后的傳熱工質(zhì)返回拋物面槽式聚光集熱器再進(jìn)行加熱，形成封閉的傳熱工質(zhì)循環(huán)回路。拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電原理如圖所示：

過(guò)熱蒸汽送至汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電，汽輪機(jī)出口低溫低壓蒸汽經(jīng)過(guò)凝汽器冷凝后，返回到蒸汽發(fā)生器。拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電原理如圖所示：當(dāng)太陽(yáng)輻照度較髙時(shí)，可以將部分熱量通過(guò)換熱器存儲(chǔ)在高溫蓄熱罐中；當(dāng)太陽(yáng)輻照強(qiáng)度較弱時(shí)，提取髙溫蓄熱罐中的熱量用于發(fā)電，以平衡太陽(yáng)輻射能波動(dòng)對(duì)電力輸出穩(wěn)定性的影響。拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電原理如圖所示：2發(fā)展

1984年全球第一座商業(yè)化太陽(yáng)能熱發(fā)電站SEGSI在美國(guó)加利福尼亞州莫哈維沙漠投人運(yùn)行，標(biāo)志著以導(dǎo)熱油為傳熱工質(zhì)的拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程的開(kāi)始。

2003年，意大利新能源與環(huán)境委員會(huì)（ENEA)開(kāi)始對(duì)熔融鹽作為傳熱工質(zhì)的拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)性實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究。

2008年11月26日，西班牙安達(dá)索1號(hào)太陽(yáng)能熱發(fā)電站投入并網(wǎng)運(yùn)行，是歐洲第一座槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站，也是全球第一座采用熔融鹽作為儲(chǔ)熱工質(zhì)的商業(yè)化電站。

2010年底，5MW阿基米德熔融鹽拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站在意大利西西里島建成，并于2011年10月投人商業(yè)化運(yùn)行，集熱器出口熔融鹽溫度560℃,汽輪機(jī)入口蒸汽參數(shù)10MPa/545℃。

2011年8月，中國(guó)吐魯番180kW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)試運(yùn)。

2011年12月，泰國(guó)建成全球首座以水/蒸汽為傳熱工質(zhì)的5MW商業(yè)化拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站，汽輪機(jī)入口蒸汽參數(shù)3MPa/330℃。至2011年底，以導(dǎo)熱油為傳熱工質(zhì)的拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站裝機(jī)容量占全球投入運(yùn)行太陽(yáng)能熱發(fā)電站總裝機(jī)容量的83.1%。太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)3——碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)

利用碟式聚光器和熱頭匯聚并吸收太陽(yáng)輻射能的發(fā)電系統(tǒng)。碟式聚光器將太陽(yáng)光聚集到處于其焦點(diǎn)處的熱頭上，熱頭將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，通過(guò)熱頭內(nèi)的傳熱工質(zhì)傳遞熱量至熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，由熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)可以分為碟式斯特林太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式布雷頓太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。

由集熱系統(tǒng)、跟蹤控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組組成。系統(tǒng)組成

包括碟式聚光器、熱頭及傳熱工質(zhì)。熱頭位于碟式聚光器焦點(diǎn)處，熱頭內(nèi)存有存儲(chǔ)和傳遞熱量的傳熱工質(zhì)。集熱系統(tǒng)

包括動(dòng)力設(shè)備和傳動(dòng)設(shè)備，根據(jù)太陽(yáng)運(yùn)行軌跡驅(qū)動(dòng)碟式聚光器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，碟式聚光器的焦點(diǎn)隨著碟式聚光器一起運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有余弦損失（見(jiàn)拋物面槽式聚光器）。跟蹤控制系統(tǒng)

由斯特林機(jī)-發(fā)電機(jī)或布雷頓機(jī)-發(fā)電機(jī)組成。發(fā)電機(jī)組

根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)熱力循環(huán)方式的不同，分為碟式斯特林太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)和碟式布雷頓太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。工作原理

熱力循環(huán)釆用斯特林循環(huán)的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用高溫高壓的氫氣或氦氣作為傳熱工質(zhì)，由斯特林機(jī)做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。理想的斯特林循環(huán)由等溫吸熱、等容放熱、等溫放熱和等容吸熱四個(gè)可逆過(guò)程組成。碟式斯特林太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)

熱力循環(huán)采用布雷頓循環(huán)的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)利用高溫高壓的氫氣或氦氣作為傳熱工質(zhì)，由布雷頓機(jī)做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。理想的布雷頓循環(huán)由絕熱壓縮、等壓加熱、絕熱膨脹和等壓放熱四個(gè)過(guò)程組成，又稱等壓加熱燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，系美國(guó)人G.B?布雷頓于1972年提出的。碟式布雷頓太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)布雷頓循環(huán)效率

碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)聚光效率可以達(dá)到約90%。斯特林熱力循環(huán)效率高，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的峰值效率可以達(dá)到29.4%。每一套碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)都可以單獨(dú)發(fā)電，所以這種技術(shù)既可以用做分布式發(fā)電又可以用做集中式發(fā)電。工作原理20世紀(jì)80年代，美國(guó)、日本、俄羅斯、歐洲和澳大利亞等先后建立了多套原型太陽(yáng)能熱發(fā)電單元系統(tǒng)，單套系統(tǒng)發(fā)電容量在2~50kW之間。1993年美國(guó)科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司（SAIC)和STM電力公司聯(lián)合研發(fā)了額定功率22kW的碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)90年代德國(guó)SBP與德國(guó)DLR合作研發(fā)了Eurodish碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，額定功率為10kW。1996年美國(guó)斯特林能源系統(tǒng)公司研發(fā)了額定功率25kW的SES碟式斯特林太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。1999年美國(guó)WGA聯(lián)合公司研發(fā)的額定功率為10kW的碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電。發(fā)展?fàn)顩r中國(guó)2006年完成了lkW多碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，并研制了10kW多碟式聚光器。太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)4——線性菲涅耳式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)

利用線性菲涅耳聚光集熱器吸收太陽(yáng)輻射能的發(fā)電系統(tǒng)。線性菲涅耳聚光集熱器是線聚焦系統(tǒng)。聚光器反射面通常使用單軸的拋物柱面，理想的拋物柱面反射鏡應(yīng)是連續(xù)光滑的反射鏡面，而大口徑連續(xù)的拋物柱面反射鏡不經(jīng)濟(jì)。因此，可將連續(xù)的反射鏡能通過(guò)分段離散化，將其分成離散的小鏡面達(dá)到近似的聚光效果，該類光學(xué)系統(tǒng)因法國(guó)工程師奧古斯丁-讓?菲涅耳發(fā)明而得名。系統(tǒng)主要由線性菲涅耳聚光集熱器、發(fā)電機(jī)組、凝汽器等組成，常以水/蒸汽作為傳熱工質(zhì)。工作原理

線性菲涅耳聚光集熱器將收集到的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，送至汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電，做功后的乏汽從汽輪機(jī)排出經(jīng)過(guò)凝汽器冷凝后，返回線性菲涅耳聚光集熱器，形成閉合的水/蒸汽回路，如圖所示。工作原理

由條形反射鏡排組成，條形反射鏡采用可彈性彎曲平面反射鏡或高精度曲面反射鏡。線性菲涅耳聚光集熱器主要由主聚光器、二次聚光器、吸熱管、跟蹤控制裝置等部分組成。主聚光器

一般由復(fù)合拋物面聚光器（CPC)構(gòu)成。復(fù)合拋物面聚光器(CPC)是一種非成像低聚焦比的聚光器，它根據(jù)邊緣光線原理設(shè)計(jì)而成，能夠?qū)⒔o定接收角范圍內(nèi)的光線收集匯聚。其主體部分由兩塊拋物柱面反射鏡構(gòu)成。線性菲涅耳聚光集熱器主聚光器將太陽(yáng)光聚集至二次聚光器，由二次聚光器將太陽(yáng)光進(jìn)一步聚集到吸熱管上。二次聚光器

可以直接采用表面鍍有太陽(yáng)光譜選擇性吸收涂層的鋼管，管內(nèi)裝有傳熱工質(zhì)。傳熱工質(zhì)一般采用水。線性菲涅耳聚光集熱器主要由主聚光器、二次聚光器、吸熱管、跟蹤控制裝置等部分組成。吸熱管

依據(jù)安裝在同一水平面內(nèi)條形反射鏡排的傾角對(duì)主聚光器進(jìn)行調(diào)整，使投射在反射鏡表面的直射太陽(yáng)光經(jīng)反射后直接或通過(guò)位于吸熱管上部的二次聚光器聚集到固定在條形反射鏡排上部的吸熱管表面，以加熱管內(nèi)傳熱工質(zhì)。線性菲涅耳聚光集熱器跟蹤控制裝置

二次聚光器及吸熱管不隨條形反射鏡排運(yùn)動(dòng)，如圖所示，線性菲涅耳聚光集熱器的聚光比一般在150以下，工作溫度在250~400℃之間。線性菲涅耳聚光集熱器主聚光器釆用可彈性彎曲平面反射鏡代替高精度曲面反射鏡，降低了反射鏡成本；每個(gè)反射鏡排的跟蹤旋轉(zhuǎn)角度相同，可以采用同一傳動(dòng)裝置進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，傳動(dòng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單；優(yōu)點(diǎn)：020112單個(gè)反射鏡寬度較小，可以貼近地面安裝，風(fēng)載荷大幅減小，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的強(qiáng)度要求也大為降低；反射鏡可密排布置