什么是太陽能熱電站？

優(yōu)質(zhì)回答：20世紀80年代，在意大利西西里島上建成了一座規(guī)模宏大的太陽能熱電站。它采用180塊大型玻璃反射鏡，鏡子的總面積達6200多平方米。這種反光鏡由一臺電子計算機操縱，將太陽光集聚在高達55米的中央塔上的接收器上，使塔上鍋爐產(chǎn)生500℃的高溫和6.4兆帕(64個大氣壓)壓力的蒸汽，從而推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。它的發(fā)電能力達1兆瓦。通常所說的太陽能發(fā)電站，實際上就是指的太陽能熱電站。也就是說，它是將太陽光轉(zhuǎn)變成熱能，然后再通過機械裝置轉(zhuǎn)變成電能的。太陽能熱電站的發(fā)電原理和基本過程是這樣的：在地面上設(shè)置許多聚光鏡，從各個角落和方向把太陽光收集起來，集中反射到一個高塔頂部的專用鍋爐上，使鍋爐里的水受熱變?yōu)楦邏赫羝?，?qū)動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式稱為塔式發(fā)電。在太陽能熱電站內(nèi)還設(shè)有蓄熱池。當用高壓蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動的同時，將一部分熱能儲存在蓄熱池中。如果太陽被云暫時遮擋或者天下雨時，就由蓄熱池供應鍋爐的熱能，以保證電站的連續(xù)發(fā)電。世界上第一座太陽能熱電站，是建在法國的奧德約太陽能熱電站。這座電站的起初發(fā)電能力雖然僅為64千瓦，但它卻為以后的太陽能熱電站的興建積累了經(jīng)驗。1982年，美國在陽光充足的加利福尼亞州南部的沙漠地區(qū)，建造了目前世界上最大的太陽能電站。這座叫做太陽能一號電站的太陽能熱電站，由高塔、集熱設(shè)備、反射鏡、汽輪發(fā)電機組等組成。它的發(fā)電能力為10兆瓦，年發(fā)電量達到300萬千瓦時。近年來，國外還研制成一種用炭黑來捕捉太陽能以驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的裝置。它是通過一個聚光器把太陽光集聚起來，照射在一個裝有炭微粒懸浮體的加熱室內(nèi)。由于溫度上升，使炭微粒汽化。炭微粒吸收的熱量可用來加熱周圍的空氣，使其達到相當于噴氣發(fā)動機的溫度和壓力。于是，被加熱的空氣可用來驅(qū)動氣輪機轉(zhuǎn)動，并帶動發(fā)電機發(fā)電。法國、德國、意大利、西班牙和希臘等許多國家也相繼興建了一批太陽能熱電站，其中著名的有意大利的歐雷利奧斯太陽能熱電站、西班牙的阿爾利里亞太陽能熱電站和法國東比利牛斯的庫米斯太陽能電站等。意大利和希臘還將建設(shè)20兆瓦的電站。1983年建成的阿爾梅利亞太陽能電站，位于陽光充足的西班牙南部，發(fā)電能力為1200千瓦。在西班牙還建有一座熱風發(fā)電站，是利用太陽光使地面加熱產(chǎn)生熱風的辦法來發(fā)電的。這座熱風發(fā)電站的高塔，是由一個直徑為10米、高200米的圓形鋼管制成的，而集熱場建在塔身周圍并高出地面2米，呈圓形，直徑為250米，由透明合成材料制成的薄片作頂蓋。這套設(shè)備保證了集熱場內(nèi)的熱風只能向高塔的方向流動，從而驅(qū)動氣輪發(fā)電機組發(fā)電。一些發(fā)展中國家也在積極研究和建造太陽能熱電站。地處非洲撒哈拉沙漠南部邊緣的馬里，已建成一座太陽能熱電站，其電力用來驅(qū)動水泵，對干旱的農(nóng)田進行灌溉。太陽能熱電站的不足之處在于：1.需要占用很大的地方來設(shè)置反光鏡。據(jù)計算，一座1兆瓦的太陽能熱電站，僅設(shè)置反光鏡就需占地350×350米。2.它的發(fā)電能力受天氣和太陽出沒的影響較大。雖然熱電站一般都安裝有蓄熱器，但不能從根本上消除影響。因此，人們設(shè)想把太陽能熱電站搬到宇宙空間去，從而使熱電站連續(xù)不斷地發(fā)電，滿足人們對能源日益增長的需要。

優(yōu)質(zhì)回答：太陽的作用，人們早已經(jīng)是耳熟能詳了。這顆不斷散發(fā)熱量的恒星為人類創(chuàng)造了很多經(jīng)濟價值。例如太陽能熱電站，就是人類利用太陽能創(chuàng)造價值的一個典型例子。太陽能熱電站的能量轉(zhuǎn)換過程是這樣的：利用集熱器（聚光鏡）和吸熱器（鍋爐）把分散的太陽輻射能匯聚成集中的熱能，再由熱蒸汽推動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。它與一般火力發(fā)電廠的主要區(qū)別就在于：其動力來源不是煤或燃油，而是太陽的輻射能。太陽能熱電站內(nèi)還設(shè)有蓄熱器。高壓熱蒸汽在推動汽輪機轉(zhuǎn)動的同時，還通過專用的管道將一部分熱能儲存在蓄熱器內(nèi)。陰天、雨雪天及夜間沒有陽光，便由蓄熱器來提供熱能，從而保證太陽能熱電站能夠連續(xù)發(fā)電。太陽能熱電站多采用塔式，就是在地面上設(shè)置許多面聚光鏡，從不同角度和不同方向把太陽光收集起來，集中反射到一座高塔頂部的專用鍋爐上，使鍋爐內(nèi)的水受熱而變?yōu)楦邏赫羝烧羝?qū)動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。世界上第一座太陽能熱電站。是法國的奧德約太陽能熱電站。雖然這座太陽能熱電站的發(fā)電能力當初只有64千瓦，但它卻開創(chuàng)了太陽能熱發(fā)電的先河，是太陽能熱發(fā)電史上的里程碑。1981年，法國、聯(lián)邦德國和意大利，聯(lián)合在意大利的西西里島上建造了世界上第一座并網(wǎng)運行的塔式太陽能熱電站。它發(fā)電能力為1000千瓦，所用鍋爐的熱功率為4800千瓦。它采用182面聚光鏡，其中鏡面面積為50平方米的有70面，鏡面面積為23平方米的有112面。鏡場總面積達6000多平方米。每面聚光鏡都由兩臺電動機帶動，可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，使鏡面能夠跟蹤太陽而轉(zhuǎn)動。電動機分別由各面聚光鏡所帶的微處理機進行控制，而每臺微處理機都直接同中央控制系統(tǒng)相聯(lián)。鍋爐內(nèi)的蒸汽溫度可達512℃。蓄熱器內(nèi)采用由kno3、nano2和nano3組成的熔鹽，其溫度可達430℃，能夠儲蓄熱能60千瓦/小時。如果天空中云彩遮擋了陽光，那么每個蓄熱器所儲蓄的熱能還足以使熱電站維持運行30分鐘。1982年，美國建成了一座大型塔式太陽能熱電站。這座電站采用1818面聚光鏡，塔高80米，其發(fā)電能力為1萬千瓦。它用太陽能來加熱油，再用高溫油將水變成蒸汽，利用蒸汽來推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。21世紀美國太陽能熱電站的總裝機容量達到4000萬千瓦。最近，國外還研制成一種用炭黑來捕捉太陽能以驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的裝置。它是通過一個聚光器把太陽光聚集起來，照射在一個裝有碳微粒懸浮體的加熱室內(nèi)。碳微粒因為溫度上升而氣化。碳微粒吸收的熱量可用來加熱周圍的空氣，使其達到相當于噴氣發(fā)動機的溫度和壓力。于是，被加熱的空氣可用來驅(qū)動汽輪機轉(zhuǎn)動，并帶動發(fā)電機發(fā)電。這種熱電站每小時約消耗炭黑30千克，可產(chǎn)生供1萬人口的城鎮(zhèn)所需的電力。俄羅斯想在中亞地區(qū)建造當前世界上最大的太陽能熱電站，它發(fā)電能力可達30萬千瓦。在這里建造大型太陽能熱電站的有利條件是日照時間特別長，每年可達3000多小時。這座太陽能熱電站將裝設(shè)幾排能跟隨太陽轉(zhuǎn)動的巨大反光鏡，把太陽光聚集起來以后再照射在90米高的塔頂鍋爐上，將水加熱而變成200～300℃的蒸汽，再推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。它同樣也是將一部分熱蒸汽送入蓄熱器內(nèi)，以備在夜間及陰雨天供電站發(fā)電。太陽能熱電站雖然優(yōu)點眾多，但也有缺點：一、占用地方大。據(jù)計算，一座發(fā)電能力為1000千瓦的太陽能熱電站，需占地110米×110米；一座1萬千瓦的太陽能熱電站，需占地350米×350米；一座10萬千瓦的太陽能熱電站，需占地950米×950米。二、發(fā)電能力受天氣和太陽出沒的影響較大。雖然安置了蓄熱器，但根本性問題還是不能徹底解決。人們通過運用自己神奇的智慧一定會將太陽能熱電站改善好的，它會不斷為人類帶來便利。