太陽能熱發(fā)電技術(shù)是利用自身的太陽能資源進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)，其中一種技術(shù)是使用曲面反射鏡聚焦太陽射線驅(qū)動(dòng)一個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)或者進(jìn)行蒸發(fā)依次驅(qū)動(dòng)一個(gè)傳統(tǒng)蒸汽渦輪發(fā)生裝置。現(xiàn)今，在多兆瓦特的設(shè)備里太陽能聚集（CSP）有利于提供低成本太陽能發(fā)電。太陽能發(fā)電成本依靠許多因素，包括了垂直照射（DNI）的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備的容量，方案的所有權(quán)，方案的有效性和構(gòu)造等等。成本可以接近于10cents/kWh。近年來，更多的太陽能聚集（CSP）的設(shè)備被安裝，因此，太陽能發(fā)電成本不斷地減少。成本的減少主要來自于設(shè)備的增加與技術(shù)的發(fā)展提高了發(fā)電的效力。 

現(xiàn)今太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展 

現(xiàn)今，可再生能源配額制（RPS）不斷激增以及全球氣溫變化受到普遍關(guān)注。太陽能熱發(fā)電（STE）作為一種清潔，可再用，兆瓦特等級(jí)中心發(fā)電站的最佳選擇。在沉寂了幾年之后，新型能源工業(yè)再一次出現(xiàn)旺盛的增長。在美國、西班牙、澳大利亞和其他陽光普照的國家，數(shù)十個(gè)將STE容量提升到上千兆瓦的發(fā)電站正被授權(quán)興建或者正在籌備計(jì)劃中。 

期間，太陽發(fā)電站組成的進(jìn)展仍然局限于幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室和全世界的工業(yè)規(guī)劃之中。在工程學(xué)、材料學(xué)、電腦控制及建模和Q&M方面，國際性的研究和開發(fā)正在幫忙提高STE技術(shù)的性能和低成本。太陽能技術(shù)的發(fā)展通過革命突破不斷提高。政府，大學(xué)和私人的研究人員從不同的方向進(jìn)行研究，以達(dá)到工業(yè)需要的目的。能源的安全性和全球變暖促使了STE的發(fā)展，而STE的真正關(guān)鍵點(diǎn)在于它的商業(yè)展開方面。 

技術(shù)概論 

通常有三種太陽能熱發(fā)電（STE）系統(tǒng)：拋物面槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)（parabolictrough）、碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)（dish-engine）和中央接收器太陽能發(fā)電系統(tǒng)（centralreceiver/powertower）。至于其他的STE技術(shù)，比如緊湊型線性菲涅耳反射器（CLFR）和太陽能煙囪（solarchimney）也在本文進(jìn)行討論。由于拋物面槽式太陽發(fā)電系統(tǒng)（parabolictrough）、碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)（dish-engine）和中央接收器太陽能發(fā)電系統(tǒng)（centralreceiver/powertower）都包含產(chǎn)生熱量的結(jié)構(gòu)，它們可以很容易與石化燃料混合使用，并且在某些情況下被用于熱量存儲(chǔ)?；旌鲜褂煤蜔崃看鎯?chǔ)的好處是在沒有光照的情況下進(jìn)行能量的調(diào)配。因此，混合使用和熱量存儲(chǔ)能提升電力的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 

拋物面技術(shù)的成本比塔式和盤式統(tǒng)低，這是由于塔式系統(tǒng)在聚光的時(shí)候需要較大的部件而使得較低的溫度和效率。然而，經(jīng)過20年的技術(shù)發(fā)展以及O&M成本的降低，槽式系統(tǒng)已經(jīng)成為目前最為低廉、可靠的太陽能系統(tǒng)，同時(shí)它適宜于短期部署。 

拋物面槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)· 

拋物面槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用一排橫截面為拋物線的槽型鏡子組成，它們將陽光聚集在高級(jí)吸收能力的管道上，在這些管理內(nèi)包含了熱交換液體，見圖2。這種液體通常為人工合成液體，它們被加熱并且在一系列熱交換器中傳輸以產(chǎn)生過熱蒸汽，然后使用這些熱蒸汽給渦輪發(fā)電機(jī)提供能量產(chǎn)生電力。 

在20世紀(jì)80年代末就已經(jīng)能構(gòu)造出九個(gè)槽式太陽能系統(tǒng)，它在加利福尼亞南部產(chǎn)生354MW的電力。槽式發(fā)電是最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它采用大面積的單軸槽式太陽能追蹤采光板，通過對(duì)太陽光的聚焦，把太陽光聚集到安裝在拋物線形反光鏡焦點(diǎn)上的線形接收器上，并加熱流過接收器的熱傳導(dǎo)液，使熱傳導(dǎo)液汽化，同時(shí)在能量區(qū)的熱轉(zhuǎn)換設(shè)備中產(chǎn)生高壓、過熱的蒸汽，然后送入常規(guī)的蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)行發(fā)電。通常接收太陽光的采光板采用模組化布局，許多采光板通過串并聯(lián)的放置，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發(fā)電的穩(wěn)定性，通常在發(fā)電系統(tǒng)中加入化石燃料發(fā)電機(jī)。當(dāng)太陽光不穩(wěn)定的時(shí)候，化石燃料發(fā)電機(jī)補(bǔ)充發(fā)電，來保證發(fā)電的穩(wěn)定性和實(shí)用性。 
在幾年的低迷發(fā)展之后，人們又重新燃起對(duì)拋物面槽式系統(tǒng)的興趣。在美國和其他國家都有新型的專案在進(jìn)行當(dāng)中，包括64MW的Nevadasolar1發(fā)電站在2007年授權(quán)使用，并且在Spain西班牙建立兩個(gè)50-MW的AndaSol拋物面槽式設(shè)備。 

美國LUZ公司采用大量拋物面槽式聚光器收集太陽直射光并將其轉(zhuǎn)換成熱能。每個(gè)集熱器由槽式拋物面聚光鏡及位于其焦線的集熱元件組成，每只集熱元件是一支真空集熱管，長4m，每24個(gè)集熱器串聯(lián)成一條長99m的集熱組合體，80MW系統(tǒng)需要850條集熱組合體。每條組合體都是南北水平向放置，有專門的感測(cè)器以及電腦控制跟蹤系統(tǒng)，傳熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，它在真空集熱管中受熱后，通過一組換熱器使水變成高溫高壓蒸汽，去驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。該系統(tǒng)需要拋物面接收器的面積為470265m2（680m×680m），導(dǎo)熱油在集熱器受熱后的出口溫度為391℃，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽壓力為100個(gè)大氣壓，Rankine再熱回圈的熱效率為38.4%，由太陽輻射能至電能的最高暫態(tài)效率為24%，由太陽輻射能至電能的年平均效率為14%，由于太陽能是隨機(jī)的，在工質(zhì)的回路中增設(shè)一個(gè)使用常規(guī)燃料（通常為天然氣）的輔助鍋爐，以備急需。LUZ發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是高精度槽式拋物型聚光鏡和真空管集熱器件。由于金屬管壁的溫度在400℃以上，故選擇涂層的性能穩(wěn)定性、真空度的保持及玻璃與金屬管的封接等都是工藝上較難的問題。集熱元件的吸熱管表面采用了耐高溫的濺射選擇性涂層，具有良好的穩(wěn)定性。 

塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng) 

太陽能塔式發(fā)電又叫做高溫太陽能熱發(fā)電，它利用獨(dú)立跟蹤太陽光的定日鏡群把太陽光聚集到塔頂?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換器（接收器）上，通過能量的轉(zhuǎn)換把熱量傳遞給熱傳導(dǎo)液，再由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，同時(shí)利用冷卻塔進(jìn)行冷卻再進(jìn)入接收器進(jìn)行回圈發(fā)電。塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)是利用定日鏡來實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽光的反射和聚集，由于塔式發(fā)電系統(tǒng)中定日鏡的數(shù)量眾多，因此可實(shí)現(xiàn)大功率的發(fā)電，實(shí)際應(yīng)用上可達(dá)到30~400MW之間。而且接收器的散熱面積相對(duì)較小，因而可以得到較高的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)由于儲(chǔ)能槽的加入，使系統(tǒng)可以一天內(nèi)連續(xù)發(fā)電13小時(shí)。 

在美國的首座日光中心接收器是在1980年建立于加州的南部southernCalifornia，在美國的西南部，由于充足的日照強(qiáng)度和相對(duì)便宜的土地價(jià)格，使這里成為了建設(shè)塔式發(fā)電站的理想?yún)^(qū)域，同樣北非、墨西哥、南美、中東和印度等地，也都是理想的塔式發(fā)電站建設(shè)地。 

當(dāng)前的中心處理接收器設(shè)計(jì)可以允許超過18小時(shí)的存儲(chǔ)時(shí)間。 
這樣的熱存儲(chǔ)性能可以使中心接收器具有更多太陽能技術(shù)的靈活性，它能夠提供負(fù)載系數(shù)達(dá)到65%的可分配電力，理論上，甚至可以達(dá)到100%。 
西班牙Spain所使用的PS10架構(gòu)在太陽能塔式技術(shù)中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，靠近塞維利亞Seville的一座11-MW的發(fā)電站已經(jīng)建成，而且正在籌劃建造20-MWPS20和15-MW太陽能中心接收器的重大專案。 

據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，在美國西南部未來有可能出現(xiàn)一座“太陽能塔”，這是一種最新的能源生產(chǎn)概念，但并不釋放有害濃煙氣體，而是通過太陽能加熱空氣，并轉(zhuǎn)換成為電能，可以供20萬戶居民使用。 

來源：慧聰網(wǎng)