【深度】光熱發(fā)電技術解析

關于太陽能的能源利用方面，目前有兩種，一種是光伏發(fā)電利用太陽能電池板將光能轉化為電能；另外一種是光熱技術利用太陽能的高溫將光能轉化成熱能。我國太陽能熱發(fā)電正處于起步階段，十一五規(guī)劃中的863計劃就有關于太陽能光熱發(fā)電的項目,此前一段時間內，光熱技術主要是以太陽能熱水器或者太陽能聚熱廚具為主。隨著國家的重視與提倡，光熱發(fā)電技術正以一種蓬勃的姿態(tài)展現在人們的視野之中。2015年12月30日發(fā)布的《國家重點節(jié)能低碳技術推廣目錄（2015年本，節(jié)能部分）》中，中低溫太陽能工業(yè)熱力應用系統(tǒng)技術和染整企業(yè)節(jié)能集熱技術被列入目錄中。2016年開年，更是各類的光熱展覽、研討會不斷。那么光熱發(fā)電技術是如何利用太陽能發(fā)電，又是如何分類呢？下面就圍繞這兩個問題簡要分析一下光熱發(fā)電技術。

　　光熱技術的發(fā)電原理

　　光熱發(fā)電技術，是不同于光伏發(fā)電的全新的新能源應用技術。它是一個將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化為電能的過程。利用聚光鏡等聚熱器采集的太陽熱能，將傳熱介質加熱到幾百度的高溫，傳熱介質經過換熱器后產生高溫蒸汽，從而帶動汽輪機產生電能。此處的傳熱介質多為導熱油與熔鹽。通常我們將整個的光熱發(fā)電系統(tǒng)分成四部分集熱系統(tǒng)、熱傳輸系統(tǒng)、蓄熱與熱交換系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)。

　　集熱系統(tǒng)集熱系統(tǒng)包括聚光裝置、接收器、跟蹤機構等部件。如果說集熱系統(tǒng)是整個光熱發(fā)電的核心，那么聚光裝置就是集熱系統(tǒng)的核心。聚光裝置即為聚光鏡或者定日鏡等。其反射率、焦點偏差等均能影響發(fā)電效率。目前國內生產的聚光鏡，效率可以達到94%，與國外生產的聚光鏡效率相差不大。集熱系統(tǒng)采集太陽能，將太陽能轉化為熱能。

　　熱傳輸系統(tǒng)熱傳輸系統(tǒng)主要是傳輸集熱系統(tǒng)收集起來的熱能。利用傳熱介質將熱能輸送給蓄熱系統(tǒng)。傳熱介質多為導熱油和熔鹽。理論上，熔鹽比導熱油溫度高，發(fā)電效率大，也更安全。熱傳輸系統(tǒng)一般有預熱器、蒸汽發(fā)生器、過熱器和再熱器等組成。熱傳輸系統(tǒng)的基本要求是傳熱管道損耗小、輸送傳熱介質的泵功率小、熱量傳輸的成本低。在熱傳輸過程中，傳熱管道越短，熱損耗就越小。

　　蓄熱與熱交換系統(tǒng)個人認為，光熱發(fā)電技術在蓄熱與熱交換系統(tǒng)中充分體現了對比光伏發(fā)電技術的優(yōu)勢。即將太陽熱能儲存起來?？梢栽谝归g發(fā)電，也可以根據當地的用電負荷，適應電網調度發(fā)電。蓄熱裝置常由真空絕熱或以絕熱材料包覆的蓄熱器構成。蓄熱系統(tǒng)中對儲熱介質的要求為儲能密度大，來源豐富且價格低廉，性能穩(wěn)定，無腐蝕性，安全性好，傳熱面積大，熱交換器導熱性能好，儲熱介質具有較好的黏性。目前我國正在研究蓄熱的各種新技術新材料，更有專家提出用陶瓷等價格低廉的固體蓄熱，以達到降低發(fā)電成本的效果。

1  2