线性菲涅尔反射镜聚焦太阳能于集热器,直接加热工质水。反射镜和集热器合称聚光系统,在电站中,该聚光系统一般布置为三个功能区:预热区、蒸发区和过热区。工质水依次经过这三个区后形成高温高压的蒸汽,推动汽轮机发电。
  线性菲涅尔太阳能热发电技术的主要特点为:
  1) 聚光比一般为10~80,年平均效率10%~18%,峰值效率20%,蒸汽参数可达250~500℃,每年1MWh 的电能所需土地约4~6平方米。
  2) 主反射镜采用平直或微弯的条形镜面,二次反射镜与抛物槽式反射镜类似,生产工艺较成熟。
  3) 主反射镜较为平整,可采用紧凑型的布置方式,土地利用率较高,且反射镜近地安装,大大降低了风阻,具有较优的抗风性能,选址更为灵活。
  4) 集热器固定,不随主反射镜跟踪太阳而运动,避免了高温高压管路的密封和连接问题以及由此带来的成本增加。
  5) 由于采用的是平直镜面,易于清洗,耗水少,维护成本低。
  线性菲涅尔太阳能热发电技术仍处在较为初级的阶段,需要不断提升和发展,主要包括以下几个方面:
  1) 反射镜。生产更薄或含铁量更少的反射镜衬底,提高镜子的反射率;镜面涂抹防污染和憎水涂层,降低维护和清洗费用。
  2) 集热管。主要是表面太阳能选择性吸收涂层的改进。能够耐600℃的高温,并且在太阳能光谱范围内的吸收率超过96%;自身的发射率在400℃时可降至9%,600℃时可降至14% 以下。目前涂层的吸收率约为95%~96%,自身发射率在400℃时高于10%,580℃时高于14%。
  3) 支撑结构。包括支架和镜架的设计和材料选取。设计更为合理且经济的支撑结构,选取合适的材料,可大大降低投资成本。
  4) 蒸汽参数。目前,商业化运行的菲涅尔电站的蒸汽温度尚有进一步提升的空间,提高蒸汽温度则可相应提升发电效率。
  5) 储热系统。具有储热系统的商业化线性菲涅尔式太阳能电站已被证明是可行的。目前,工业界正在寻找相变储热材料和开发高比热的直接蒸汽储热技术,有望在2015 年获得突破性进展。
  线性菲涅尔式太阳能热发电技术采用紧凑型排列,土地利用率高,且系统下面可建停车场、养殖场等。由于风阻较小,抗风能力较强,集热系统可放置于建筑物顶部。另外,我国太阳能较丰富的地区一般风力也会比较大,尤其是北方地区,因此,应用该技术存在一定的优势。

2017年04月07日

线性菲涅尔式太阳能热发电技术的改进方向

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