太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)

太陽能煙囪發(fā)電的構(gòu)想是在1978年由德國J.Schlaich教授首先提出的。隨后由德國政府和西班牙一家電力企業(yè)聯(lián)合資助，于1982年在西班牙Man—z~n&res建成世界上第一座太陽能煙囪發(fā)電站_l J。這座電站的煙囪高度為200m，煙囪直徑10.3m，集熱棚覆蓋區(qū)域直徑約為250m。(1)設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低 太陽能煙囪發(fā)電設(shè)備簡(jiǎn)單，只需太陽能集熱棚、太陽能煙囪和渦輪發(fā)電機(jī)組。太陽能煙囪發(fā)電的效率，隨著集熱棚面積的增加和煙囪高度的增加而提高，所以為了達(dá)到更好的效率和經(jīng)濟(jì)性，修建大規(guī)模的電站是必須的。

一旦電站建成，這種電站將運(yùn)行很長時(shí)間。煙囪本身將用100年或更長的時(shí)間。由于運(yùn)動(dòng)部件很少，所以這種電站的維修費(fèi)用很低。作為主要運(yùn)動(dòng)組件的渦輪發(fā)電機(jī)組，將安裝在穩(wěn)定的空氣流中，比安裝在工況惡劣的陣陣狂風(fēng)中的風(fēng)力渦輪機(jī)所承受的應(yīng)力小的多。發(fā)電站的工程技術(shù)人員在沒有外國顧問幫助的情況下就能夠維修，保證電站的正常運(yùn)行。 (2)適合建設(shè)在人口稀少的沙漠地區(qū) 我國是太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2／3以上地區(qū)的年日照時(shí)數(shù)大于2000h，太陽輻射量在5x106kj／(m2·a)以上。

我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地區(qū)的太陽總輻射量和日照時(shí)數(shù)為全國最高，屆太陽能資源豐富地區(qū)。這些地區(qū)人口稀少，而且荒漠面積較大，適于建造太陽能煙囪電站。 (3)不產(chǎn)生有害物，具有良好的環(huán)境效應(yīng) 研究表明，太陽能煙囪發(fā)電站在運(yùn)行過程中既沒有S02等有害氣體排出，也沒有溫室氣體C02的排出，還沒有固體廢棄物的排出，不影響生態(tài)環(huán)境。

太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)自從提出以后，廣泛收到關(guān)注。從20世紀(jì)80年代開始一直到現(xiàn)在，美國、德國、西班牙、印度、澳大利亞、埃及、摩落哥和南非等一些國家對(duì)太陽能煙囪發(fā)電及相關(guān)技術(shù)開展了一系列研究。1983年美國科學(xué)家Krisst建了一座煙囪高度為10m，集熱棚直徑6m，輸出功率10W 的庭院式太陽能發(fā)電裝置_3 J。1997年在美國佛羅里達(dá)大學(xué)花園中建了三種不同型式的太陽能煙囪模型進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究_4j。

在印度 j的拉賈斯坦的塔爾沙漠建一座100MW 太陽能煙囪發(fā)電站的計(jì)劃曾得到論證并開始實(shí)施，但由于印度和巴基斯坦之間的核競(jìng)賽使該計(jì)劃落空。自從1995年起，由物理學(xué)家沃爾夫沃爾特·斯廷納領(lǐng)導(dǎo)的小組已提出計(jì)劃2004年在南非邊遠(yuǎn)的沙漠城錫興附近建造200MW 太陽能煙囪發(fā)電站方案，但這龐大的計(jì)劃仍存在許多巨大的困難，其中所需要的1500m高煙囪的計(jì)劃是目世界上前所未有的。

在最近幾年，國外每年均有不少與太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)相關(guān)的文章發(fā)表，圍繞太陽煙囪發(fā)電站結(jié)構(gòu)模型、能轉(zhuǎn)換效率、環(huán)境效應(yīng)等相關(guān)問題進(jìn)行研究[6-8 J。然而，國內(nèi)很少見太陽能煙囪技術(shù)的報(bào)道，對(duì)大多數(shù)人來說可以說是一項(xiàng)陌生的技術(shù)。因此，本文旨在促進(jìn)太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)在中國的發(fā)展，同時(shí)對(duì)太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。