太阳能热气流发电系统的热力性能分析
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太阳能热气流发电系统的热力性能分析
作者：周洲， 明廷臻， 潘垣， 刘伟， 黄素逸， Zhou Zhou， Ming Tingzhen， Pan Yuan，Liu Wei， Huang Suyi
作者单位：周洲,刘伟,黄素逸,Zhou Zhou,Liu Wei,Huang Suyi(华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074)， 明廷臻,Ming Tingzhen(华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074;华
中科技大学电气与电子工程学院,武汉,430074)， 潘垣,Pan Yuan(华中科技大学电气与电子
工程学院,武汉,430074)
刊名：
太阳能学报
英文刊名：ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA
年，卷(期)：2009，30(8)
被引用次数：0次
参考文献(15条)
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6.Pasumarthi N.Sherif S A Experimental and theoretical performance of a demonstration solar chimney model (part Ⅱ):Experimental and theoretical results and economic analysis 1998
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9.明廷臻.刘伟.熊宴斌太阳能热气流发电系统的传热与流动数值分析[期刊论文]-太阳能学报 2008(04)
10.Ming Tingzhen.Liu Wei.Xiong Yanbin Numerical analysis of heat transfer and flow in the solar chimney power generation system 2008(04)
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14.明廷臻.刘伟.许国良太阳能热气流电站系统的热力学分析[期刊论文]-华中科技大学学报 2005(08)
15.Ming Tingzhen.Liu Wei.Xu Guoliang Thermodynamic analysis of solar chimney power plant system
2005(08)
相似文献(10条)
1.会议论文袁行飞.钱若军.董石麟.吕晓东.张幸锵太阳能热气流发电技术中的结构问题初探2008
太阳能热气流发电技术包括空气集热棚、风力涡轮、以及太阳能烟囱三部分，是一种利用太阳能发电的新技术，非常适合建造在具有较好太阳能资源的我国西部地区。为提高发电效率，要求集热棚尽可能大，烟囱尽可能高。有关该技术中热力学、能源、涡轮机等方面的研究已广泛开展，但有关超高耸太阳能烟囱和超大跨集热棚的结构研究基本空白。本文在简要介绍工作原理及国内外研究现状基础上，对太阳能热气流发电技术中的结构问题进行了初步探索，希望引起相关专家的关注，并以此推动太阳能热气流发电技术在我国的早日应用。
2.期刊论文李卉梓.陈念桥.周洲.李钰.雷俊.明廷臻.许国良.刘伟.LI Huizi.CHEN Nianqiao.ZHOU Zhou.LI Yu.
LEI Jun.MING Tingzhen.XU Guoliang.LIU Wei一种新型的太阳能热气流发电系统-水电能源科学2009,27(3)
提出了一种螺旋集热型太阳能热气流发电系统,建立了该系统的流动与传热特性数学模型.数值模拟结果表明,与西班牙太阳能热气流试验电站相比
,在烟囱出口流动与传热特性参数及输出功率相同情况下,螺旋集热型太阳能热气流的集热棚半径减少了25%,占地面积减少了44%,具有较明显的经济性和商业优势.
3.会议论文明廷臻.刘伟.潘垣.熊宴斌.管绪虎.许国良太阳能热气流系统内传热与流动的实验模拟2007
构建了小尺寸太阳能热气流发电的实验模型,测定了系统的温度随时间和空间的分布,测定了烟囱内的速度随时间的变化关系.实验结果表明：集热棚内温度分布和季节对系统的影响符合理论分析结果,而由于烟囱较薄,散热较高,在烟囱内的温度降低显著,这一点与大型太阳能热气流发电系统存在较大的差别。
4.学位论文马加朋太阳能真空管在太阳能热气流发电中的应用2009
太阳能是一种取之不尽，用之不竭的新型可再生能源，而太阳能烟囱发电技术是一项综合应用温室效应技术、烟囱技术以及风力涡轮发电技术于一体的太阳能发电新技术，是实现大规模开发和利用太阳能的一种新的途径。太阳能烟囱系统的低效率以及由于太阳能烟囱过高而存在的工程安全性差和工程费用过高的问题是影响建造商业规模的太阳能烟囱电站的重要因素。太阳能烟囱系统中气流的速度场和温度场的分布对系统中的能量转换、涡轮转子的输出功率有很大的影响。
本文首先分析了利用全玻璃太阳能真空管能吸收太阳辐射并快速加热内部空气的特性，其次讨论在不同太阳辐射强度的情况下，空气在全玻璃太阳能真空管中被加热时温度、速度和压力的变化，再次讨论空气在不同情况下对太阳能烟囱的发电效率的影响。
介绍了太阳能烟囱热气流发电的原理、特点和主要的结构，分析了集热棚、烟囱、涡轮机和储热地面四个主要的组成部分，特别是对组成集热棚的全玻璃太阳能真空管进行了详细的描述和性能分析。
利用FLUENT计算，揭示了全玻璃太阳能真空集热管测试状态下的压力场、流场和温度场的分布规律，分析了全玻璃太阳能真空集热管压力场、流场和温度场的影响因素。根据太阳能真空集热管的物理模型和FLUENT的建模要求，建立了太阳能真空集热管的FLUENT计算的模型。根据太阳能真空集热管在空晒状态下的工作条件，设置FLUENT计算的边界条件，对不同辐射强度600 w/㎡、800 w/㎡、1000w/㎡和1200w/㎡下的压力场、流场和温度场进行计算，清楚地观察到太阳能真空集热管联箱的进口、出口和太阳能真空管顶部、中部和底部在各种工况下的压力场、流场和温度场分布不相同的情况。分析了模拟计算的结果，并对不同辐射强度下得出的速度、温度和压力结果做出对比。
本文中应用数值计算方法，在一定假设条件下，建立了适宜于太阳能烟囱系统中气流的数值计算模型。并利用建立的数值模型，采用通用商业CFD软件FLUENT对太阳能烟囱系统中速度场、温度场和压力场进行了数值模拟。在其它条件不变的情况下，得出太阳能辐射强度不同时对集热棚集热内的空气温度、压力和速度的变化影响，并对结果进行对比，得出太阳能辐射强度和进出口温差对太阳能烟囱热气流发电效率的影响，为将来建造小型的实验场提供模拟理论数据。
5.期刊论文明廷臻.刘伟.熊宴斌.管绪虎.许国良.潘垣.MING Ting-Zhen.LIU Wei.XIONG Yan-Bin.GUAN Xu-Hu.XU
Guo-Liang.PAN Yuan太阳能热气流系统内传热与流动的实验模拟-工程热物理学报2008,29(4)
构建了小尺寸太阳能热气流发电的实验模型,测定了系统的温度随时间和空间的分布,测定了烟囱内的速度随时间的变化关系.实验结果表明:集热棚内温度分布和季节对系统传热与流动特性的影响符合理论分析结果,而由于烟囱较薄,散热较高,在烟囱内的温度降低显著.
6.期刊论文明廷臻.刘伟.许国良.潘垣.胡立业.MING Ting-zhen.LIU Wei.XU Guo-liang.PAN Yuan.HU Li-ye太阳
能热气流发电技术的研究进展-华东电力2007,35(11)
太阳能热气流发电技术是太阳能利用发展进程中具有前瞻性的技术,对世界化石能源替代、环境改善和生态重建等领域具有重要意义.介绍了太阳能热气流发电技术的基本原理、优点以及国内外该技术的研发和应用情况,提出了下一步的研究工作和应用建议.
7.期刊论文明廷臻.刘伟.程时杰.MING Ting-zhen.LIU Wei.CHENG Shi-jie一种新型的太阳能发电技术-电网与
水力发电进展2008,24(6)
对迄今为止有关太阳能热气流发电技术的研究成果进行了伞面的综述,其中包括作者在该领域的最新研究进展:太阳能热气流发电系统的热力学循环,HAG效应,带有蓄热层的系统以及带有透平的系统耦合数值模拟等,并对下一步的研究工作进行了展望.
8.期刊论文刘超.于翔飞.孟凡龙.明廷臻.杨智越.章世斌.LIU Chao.YU Xiangfei.MENG Fanlong.MING Tingzhen.
YANG Zhiyue.ZHANG Shibin10MW太阳能热气流发电系统结构优化与成本分析-水电能源科学2010,28(1)
针对太阳能热气流发电系统烟囱超高、集热棚超大的特点,基于太阳能热气流发电系统的流动与传热模型,预测了10 MW太阳能热气流发电系统的基本几何结构,建立了太阳能热气流发电系统各关键部件、整体系统的造价模型及发电成本模型.通过计算和对比10 MW系统各种几何结构型式的系统造价,获得了经济上较为合理的结构型式,并分析了影响集热棚、烟囱及系统总造价的主要因素,提出了降低系统造价的方法.结果表明,该方法经济、可行.
9.期刊论文明廷臻.刘伟.熊宴斌.管绪虎.Ming Tingzhen.Liu Wei.Xiong Yannbin.Guan Xuhu太阳能热气流发电
系统的传热与流动数值分析-太阳能学报2008,29(4)
建立了集热棚、烟囱以及多孔蓄热层的太阳能热气流发电系统传热与流动数学模型,分析了太阳辐射对蓄热介质的蓄热特性的影响.计算结果表明,在太阳辐射为200～800W/M2的范围内,随着太阳辐射的增强,蓄热介质的蓄热比例先减小后增大;烟囱底部的最小相对压力显著减小,流动速度增大;系统内空气的温升增大,蓄热介质表面的温度也显著升高.
10.期刊论文时笑阳.明廷臻.许国良.胡立业.李钰.雷俊.SHI Xiao-yang.MING Ting-zhen.XU Guo-liang.HU Li-ye
.LI Yu.LEI Jun太阳能热气流发电系统透平发电及其能量损失-华东电力2009,37(4)
对包含蓄热层、透平的太阳能热气流发电系统的流动及传热及发电特性进行数值模拟,建立了太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.计算结果表明:当太阳辐射为800 W/m2、透平压降为400 Pa时,系统输出功率可达160 kW;此外,大流量的流体流出烟囱成为造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也造成了大量的能量损失.
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太阳能热发电示范项目技术设计规范(试行)
附件1 太阳能热发电示范项目技术规范（试行） （一）抛物面槽式太阳能热发电机组示范工程技术要求 1 建设规模及参数 单机容量：汽轮发电机组容量不小于50MWe；电厂的建设规模根据具体厂址条件进行规划建设； 汽轮机进汽额定参数温度不低于370 ℃，压力为9.8 MPa（a），采用再热机组。 2 传热工质 集热器传热工质宜选用导热油，其最高工作温度不低于390 ℃。 3 储热介质及系统容量 3.1储热介质 储热介质为熔融盐。 3.2储热系统容量 储热容量应满足短期云遮不停机，且保证汽轮机额定功率满发不少于1小时，具体储热容量根据优化确定。 3.3储热系统关键设备（储罐、换热器、泵等） 储热系统应至少包括热熔融盐储罐、冷熔融盐储罐、热熔融盐泵、冷熔融盐泵、导热油-熔融盐换热器、熔融盐仓储及熔融盐熔化装置等。 热熔融盐泵及冷熔融盐泵需分别设置1台备用，运行泵的总容量不低于最大熔融盐流量的110%。 3.4防凝系统 应根据厂址气候条件、设备配置及系统设计特点设计可靠的熔融
盐防凝措施。管路和阀门应配有伴热防凝系统。 4 集热及蒸汽发生系统 4.1抛物面槽式集热器 抛物面槽式集热器应包括吸热管、反射镜、支架、跟踪驱动装置等。 1）吸热管 应采用长度4060 mm规格。 2）反射镜 可采用玻璃热弯镜、钢化镜或复合镜，应根据当地环境气象条件确定。 3）支架 采用钢结构形式，应满足当地环境气象条件下的设计要求。 4）跟踪驱动装置 可采用液压驱动或机械驱动。 4.2蒸汽发生系统 应至少包括预热器、蒸汽发生器、过热器及再热器等。 4.3导热油系统设备 应至少包括导热油循环泵、膨胀油箱、溢流油箱等。 导热油循环泵应至少设置1台备用泵，运行泵的总容量不低于最大导热油流量的110%。 4.4聚光器清洗系统 缺水地区，聚光器清洗系统宜采用干式清洗系统或免冲洗，其他有条件地区可采用水清洗系统。 5 汽轮发电机组及其辅助系统
光热发电的前景和弊端
光热发电的前景和弊端 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能。这种技术的关键元件是太阳能电池，经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 一、光热发电 光热发电是指将太阳能聚集，通过换热装置提供蒸汽，进而驱动汽轮机发电。 1.原理不同：光伏--高纯硅可以利用太阳光照产生直流电，光伏发电； 光热--收集太阳热加热工质成汽态，推动汽轮机，发电机发交流电，光热发电；原理与传统发电的一样； 2.蓄能方式不同：光伏-蓄电池，使用期限是几年，需更换，更换的电池会造成大量污染； 光热-蓄热罐； 使用热熔盐，不需更换，只需添加； 3.使用方向不同：光伏--适合分散式、小规模、高档城市；小局域供电 光热--适合集中式、大规模、一般性地区；整个地区、省、甚至全国大范围供电，仅仅利用新疆沙漠100平方公里 的太阳热能，就够我们整个中国的用电；新疆沙漠是42.48万平方公里； 4.相关产业链不同：光伏--硅矿生产、提纯、切片、产品，相关产业链专业单一； 光热--钢铁、玻璃、水泥等等，涉及到多个行业，类似房地产，相关产业链长，非常丰富； 5.核心技术设备所有权不同：光伏--核心技术、设备都被德国、俄罗斯、日本、美国等掌握；我们需花大量外汇购买；光热--核心技术、设备全部国产化；所有知识产权完全国有； 二、含义：太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所
2019年太阳能热气流发电并网逆变器的设计
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：太阳能热气流发电并网逆变器 的设计 学生姓名：耿春霞 学号：38 专业：电气工程及其自动化 班级：电气2006-2班 指导教师：杨培宏
太阳能热气流发电并网逆变器的设计 摘要 随着能源紧张和环境污染的加剧，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染新能源。太阳能凭借其广泛无污染的独特优点，作为一种未来常规能源的替代品，尤其受到人类的重视，太阳能热气流发电技术是太阳能利用发展进程中具有前瞻性的技术，对世界化石能源替代、环境改善和生态重建等领域具有重要意义。 本文首先介绍了太阳能热气流发电技术在国内外发展现状，以及其基本原理。并对太阳能热气流发电中的并网逆变器进行了设计，并建立了三相电压型并网逆变器的数学模型，利用跟踪控制技术对并网逆变器进行跟踪控制，并在MATLAB/Simulink环境下建立了相应的仿真模型，仿真结果表明建立的三相电压型逆变器数学模型是正确的，且滞环宽度越小跟踪性能越好。 关键字：太阳能热气流；三相电压型并网逆变器；滞环跟踪控制；MATLAB；仿真
Three -phase Voltage-type Inerter of The Solar Chimney Power Generation Abstract With lack of energy sources and worsening of ecosystem environment, many countries around the world are positively looking for a kind of sustainable developing and no pollution new energies. Solar source is used as a kind of abroad no pollution for its particular, the substitute of a kind of future the normal regulation energy of the future. The solar chimney power generation technology, a cutting-edge technology in solar utilization, has importance to fossil energy substitution, environment improvement and ecosystem reconstruction. First introduced the working principle of the solar chimney power generation technology are presented, as well as its R&D and application both at home and abroad ,And design the inverter of Solar Chimney Power generation, presents a mathematical model of Three-phase V oltage- type Inerter and realizes it in SIMULINK Toolbox of MATLAB ,which can be used in the simulation of control system involving Three-phase V oltage-type Inerter ,and utilize Hysteresis comparison to control the There-phase V oltage-type Inerter of Solar Chimney Power generation. Draw the conclusion that the narrower width of the flux hysteresis band influence tracking results better. Keywords：Solar Chimney Power Generation ; Three -Phase V oltage-Type Inerter; CHBPWM; MATLAB ; Simulation
碟式太阳能热发电系统的原理与构造
碟式太阳能热发电系统的原理与构造 芃 摘要：碟式太阳能热发电系统由碟式抛物面聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，本文介绍了碟式抛物面聚光镜的结构，并介绍了碟式太阳能接收器的原理与结构。 关键字：碟式太阳能发电系统，碟式抛物面反射镜，直接加热式太阳能接收器，间接加热式太阳能接收器，池沸腾接收器，相变式太阳能加热器，斯特林发动机 碟式太阳能热发电系统主要由碟式聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，目前峰值转换效率可达30%以上，是一种有前途的太阳能热利用装置。 1. 碟式抛物面反射镜 碟式太阳能热发电系统采用旋转抛物面汇聚太阳光，旋转抛物面是抛物线绕轴线旋转形成的面。与抛物面轴线平行的光线照射到镜面时，光线会聚焦到焦点，在焦点放置的物体会被加热到很高的温度，见图1。 图1 旋转抛物面聚光镜 每个碟式太阳能热发电系统都有一个旋转抛物面反射镜用来汇聚太阳光，圆形的反射镜像碟子一样，故称为碟式反射镜。由于反射镜面积小则几十平方米，大则数百平方米，很难造成整块的镜面，是由多块镜片拼接而成。一般几kW的小型机组用多块扇形镜面拼成园形反射镜，如图2左侧照片；也有用多块园形镜
面组成，如图2右侧照片。大型的一般用许多方形镜片拼成近似园形反射镜，如图3照片所示。 图2 网上的碟式太阳能系统照片 图3 网上的碟式太阳能系统照片 拼接用的镜片都是抛物面的一部分，不是平面，多块镜面固定在镜面框架上，构成整片的旋转抛物面反射镜。整片的旋转抛物面反射镜与斯特林机组支架固定
在一起，通过跟踪转动装置安装在机座的支柱上，斯特林机组安装斯特林机组支架上，机组接收器在旋转抛物面反射镜的聚焦点上，见图4。 跟踪转动装置由跟踪控制系统控制，保证抛物面反射镜对准太阳，把阳光聚集在斯特林机组的接收器上。关于跟踪知识请浏览“鹏芃科艺”网站（https://www.360docs.net/doc/2f1574560.html,）的“聚光太阳能热利用”栏目“太阳的视运动与跟踪”章节。在该栏目的“碟式太阳能热发电系统”章节有碟式太阳能热发电系统动画，可在线观看或下载。 图4 碟式太阳能发电系统组成 2. 斯特林发电机组 斯特林发动机是一种外燃机，依靠发动机气缸外部热源加热工质进行工作，发动机内部的工质通过反复吸热膨胀、冷却收缩的循环过程推动活塞来回运动实现连续做功。由于热源在气缸外部，方便使用多种热源，特别是利用太阳能作为热源。碟式抛物面聚光镜的聚光比范围可超过1000，能把斯特林发动机内的工质温度加热到650度以上，使斯特林发动机正常运转起来。在机组内安装有发电机与斯特林发动机连接，斯特林发动机带动发电机旋转发电。 斯特林发动机的技术较复杂，就不在这里介绍了，在“鹏芃科艺”网站（https://www.360docs.net/doc/2f1574560.html,）有“斯特林发动机”栏目专门介绍斯特林发动机的原理与
塔式太阳能热发电技术
塔式太阳能热发电技术浅析 14121330 彭启 1.前言 太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚，生成高密度的能量，通过热功循环来发电的技术[1]。我国太阳能热发电技术的研究开发工作始于70年代末，一些高等院校和科研所等单位和机构，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究，并在天津建造了一套功率为lkW的塔式太阳能热发电模拟实验装置，在上海建造了一套功率为lKW的平板式低沸点工质太阳能热发电模拟实验装置[2~3]。 目前主流的太阳能热发电技术主要有4种方式：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式[4]，这4种太阳能光热发电技术各有优缺点。 塔式太阳能聚光比高、运行温度高、热转换效率高，但其跟踪系统复杂、一次性投入大，随着技术的改进，可能会大幅度降低成本，并且能够实现大规模地应用，所以是今后的发展方向。槽式技术较为成熟，系统相对简单，是第一个进入商业化生产的热发电方式，但其工作温度较低，光热转换效率低，参数受到限制。碟式光热转换效率高，单机可标准化生产、既可作分布式系统单独供电，也可并网发电，但发电成本较高、单机规模很难做大。线性菲涅尔式结构简单、发电成本低、具有较好的抗风性能，但工作效率偏低、且由于发展历史较短，技术尚未完全成熟，目前处于示范工程研究阶段。 2.发电原理与系统 塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能[5]。 塔式太阳能热发电系统，也称集中型太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成，基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中，再利用高温介质加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。 塔式太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热罐中，再送回吸热器加热。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图1所示。 图1 塔式太阳能电站系统流程示意图
太阳能热气流发电 2
太阳能热气流发电技术 一、前言 利用烟囱中向上流动的热气流驱动风轮做功，并不是今天的新概念，早在20世纪前就有这样的提法。1978年，前联邦德国史兰赫博士的一个奇妙构思变成了现实在德国政府的支持下，建成了一个新奇的电站并试验获得成功。它为人类利用太阳能发电开辟了一条新的路径，同时他独辟蹊径的设计思想受到了人们的高度赞扬，在当代科学界传为美谈。 随着现代技术与材料科学的发展，人类可以建造高大的烟囱，使得太阳能热气流发电在技术上已经变得可行。此外，油价的上涨以及环保的要求，使太阳能热气流发电逐渐成为新能源的一个值得探索的途径。将太阳能气流电站的设想变成现实，标志着人类利用太阳能的技术得到进一步的提高，并为利用和改造沙漠恶劣环境创造了良好的条件。 二、系统组成及工作过程 （一）系统组成 太阳能气流电站的实际构造由3部分组成：大棚式地面空气集热器、烟囱和风力机。地面空气集热器是一个罩着透明材料的大棚，来自太阳辐射能量的1/3加热罩篷内的空气，1/3的热量贮于土壤中，1/3的热量反射和对流损失。太阳能气流电站的中央，竖立着一个大的烟囱，它是用波纹薄钢板卷制而成，其直径达10.3米，高200米，重约20万千克。其作用是形成压差，为电站提供热动力。在烟囱的周围，是巨大的环形曲面半透明塑料大棚。大棚的中央高8米，边缘高2米，周长252米。在烟囱底部安装有空气涡轮发电机，由烟囱中的循环气流驱动。与风力发电所采用的速度级涡轮机不同，太阳能热气流发电采用的是压力级涡轮机，这一点与水力发电中的水轮机相似。
太阳能热气流发电原理示意图 （二）工作过程 当大棚里的空气经太阳曝晒以后，其温度比棚外高约20摄氏度，由于空气具有热升冷降的特点，再加上“烟囱”向外排风的作用，就使热空气通过“烟囱”快速地向外排出，因而底部的进风口抽力很大，流速很快，从而使设在“烟囱”底部的涡轮发电机发电。利用这种发电装置，电站白天可以发电500千瓦，夜晚也可以利用余热发电40千瓦。 空气循环流动时所产生的能量转换过程为：太阳热能（棚外）→空气内能（棚内）→空气动能（棚内+烟囱内）→电能（涡轮发电机）。 利用太阳能热气流发电，可以使大片沙漠地得以覆盖，能切断裸露的沙源。热气流的上升与高空冷空气相遇，能形成雷雨云，增加降雨的机会。风力发电机的分层布置，组成立体的风电机组，能有效地降低沙地的风速，再加上有计划地种树绿化，对缓和沙化改良沙漠的生态条件，降低沙尘暴有一定的功用。 三、发展现状 20世纪80年代，太阳能热气流发电首先由斯图加特大学的乔根·施莱奇教授及其合作者提出并进行了长期的实验研究。 1982年，德国科研人员在西班牙的马德里南部的Manzanaries建成一座50kW太阳能烟囱示范项目，该电站于同年6月7日投入运行，首次把大型温室热气流推动涡
槽式太阳能光热发电项目投资成本分析
槽式太阳能光热发电项目投资成本分析 当前的光热发电市场以槽式光热发电技术为主，超过80%的CSP电站（含已建和在建项目）都采用了这种技术。实践证明，槽式热发电技术是最实用、最成熟、成本效益最突出的CSP技术。 投入结构投入（百万美元）比例 劳动力支出62.417.1% 集热场11.3 3.1 土地等基建21.2 5.8 钢结构9.1 2.5 管道建设 6.4 1.8 电气安装14.4 4.0 设备支出140.338.5 反光镜23.1 6.4 集热器25.97.1 钢材39.010.7 驾线塔 3.9 1.1 基建7.8 2.1 跟踪系统 1.60.4 旋转接头 2.60.7 传热系统（管道、换热器、泵等设备）19.5 5.4 传热介质（导热油）7.8 2.1 电气、控制系统等9.1 2.5 储热系统38.410.5 熔盐18.6 5.1 储热罐 6.6 1.8 隔热材料0.70.2 换热器 5.1 1.4 泵 1.60.4 平衡系统 3.5 1.0 发电系统52.014.3 发电机20.8 5.7 电厂辅助设施20.7 5.7 电网接入设施10.5 2.9 其他71.019.5 项目开发10.5 2.9 EPC28.17.7 融资21.8 6.0 其他支出（津贴等）10.5 2.9 总成本364100 备注：该成本分析对象为西班牙Andasol 1 50MW光热电站，配置7.5小时熔盐储
热系统，镜场面积51万平方米。本结果由安永和Fraunhofer共同测算。 表：一个50MW槽式光热电站的投资结构 当前，槽式光热发电技术和塔式光热发电技术（不带储热）的成本大概在4500美元/KW和7150美元/KW之间。配置储热系统的CSP电站的成本当然会更高，但其产能也将提高。计算得出，带储热的槽式和塔式CSP电站的成本大概在5000美元/KW和10500美元/KW之间。上表中所列出的Andasol 1 50MW光热电站的每千瓦成本大概为7280美元/KW。
太阳能光热发电技术
太阳能光热发电技术的应用与发展 摘要：太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源，在能源与环境问题日趋严峻的今天，很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践，并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式，目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式，太阳能有其环保的优势，但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。 1.太阳能热发电技术概述 能源与环境问题是当今世界面临的两个重要问题，随着化石能源的日趋枯竭，一次能源的利用成本也不断增加，由于大量的燃烧矿石燃料，使环境问题日益严重，温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇，为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式，世界各国也都在做积极的努力，已经有很多太阳能发电项目投入运行，太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。 太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/ m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为 0.20kW/m2，相当于有 102000TW的能量，人类 依赖这些能量维持生存， 其中包括所有其他形式的 可再生能源（地热能资源 除外），虽然太阳能资源总 量相当于现在人类所利用 的能源的一万多倍，但太 阳能的能量密度低，而且 它因地而异，因时而变， 这是开发利用太阳能面临 的主要问题。太阳能的这图 1 世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳能热发电技术的现状及发展趋势
太阳能热发电技术的现状及发展趋势 在全球可持续发展的大背景下，“绿色能源”和“低碳生活”的概念正受到越来越多的关注，各国竞相开展以风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能等可再生绿色能源为主的研究和应用．同时从国家能源局获悉，我国首轮太阳能光热发电特许权招标项目，已于2010年6月底至7月初正式开始．此政策的颁布，打破了常规化石燃料发电占据整个发电行业的局面，意味着太阳能因其储量的无限性、利用的清洁性等特点一跃成为最热门的新能源之一，太阳能热发电技术将迅速进入商业化成长时期，成为解决当前能源、资源、环境等一系列问题的新兴产业．人们最早对太阳能热发电的研究，可以追溯到18世纪70年代在巴黎建立的第一个小型点聚集太阳能热交互蒸汽机，自此之后，各国对太阳能热发电技术的研究从未终止．在1981年至1991年间，全世界建造了多种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座(塔式为主);另外在1985至1991的6年间，在美国加州沙漠建成的9座槽式太阳能发电站，更是将发电成本降至8美分/kWh，太阳能热发电项目已成为各国建立新能源系统的方向之一．经过近30年的发展，部分太阳能热发电技术已完成试验和示范阶段，正向低成本、高产业化迈进．本文以目前研究最为广泛的聚光式太阳能热发电技术为对象，对各种聚光式太阳能热发电技术进行介绍、分析和比较，希望能得出对我国太阳能热发电行业具有建设性的意见． 1太阳能热发电技术的概念与分类 太阳能热发电主要是将聚集到的太阳辐射能，通过换热装置产生蒸汽，驱动蒸汽轮机发电．太阳能热发电与常规化石能源在热力发电方式上的原理是相同的，都是通过Rankine 循环、Brayton循环或Stirling循环将热能转换为电能，区别在于热源不同，太阳能发电的热源来自太阳辐射，因而如何用聚光装置将太阳能收集起来是大多数太阳能热发电的关键技术之一．此外，考虑到太阳能的间歇性，需要配置蓄热系统储存收集到的太阳能，用以夜间或辐射不足时进行发电，因此成熟的蓄热技术成为太阳能热发电中的另一关键技术．直接光发电和间接光发电是太阳能热发电中最常用的分类方式．直接光发电可分为太阳能热离子发电、太阳能温差发电和太阳能热磁体发电;间接光发电可分为聚光类和非聚光类，其中聚光类按照太阳采集方式可分为太阳能塔式发电、太阳能槽式发电和太阳能碟式发电;非聚光类主要有太阳能真空管发电、太阳能热气流发电和太阳能热池发电等．通常所说的太阳能热发电，主要指间接光发电，直接光发电尚在实验阶段．目前主流的太阳能热发电技术集中在塔式、槽式和碟式，它们因开发前景巨大而受到极大的关注． 2聚光式太阳能热发电技术 2.1塔式太阳能热发电
太阳能热发电
太阳能热发电 热动081班 20084140114 武伟杰随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种，即火电、水电和核电。 火电的缺点： 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。 水电的缺点： 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。 核电的缺点： 核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。最理想的新能源是太阳能。 照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）； ③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①
照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。 太阳能热发电系统一般由太阳能即热系统、蓄热与换热系统和汽轮机发电系统组成。与常规热发电的不同是太阳能热发电必须考虑太阳能能量密度低、间歇性、不稳定性等因素。太阳能热发电的集热系统用聚光集热装置将太阳能收集起来，将集热工质加热到一定的温度，经过换热器将热能传递给动力回路中循环做工的工质，或产生高温高压得过热蒸汽驱动汽轮机、再带动发电机发电；从汽轮机出来的发气，其压力和温度已大大降低，或经冷凝器凝结成液体后，被重新泵送入换热器，开始新的循环。太阳能电站一般带有储热装置。 太阳能热发电系统一般由六部分组成： （1）太阳能集热子系统； (2)吸热与输送热量子系统； (3)蓄热子系统； (4)蒸汽发生系统； (5)动力子系统； (6)发电子系统。 其中，前两部分简称为太阳场，是太阳能热发电技术的核心。由于太阳能供应不稳定、不连续，为保障热发电系统的稳定运行，通常在系统中配置蓄能子系统，将收集的太阳能热能存储起来，以保证在夜间或太阳辐照不足时的发电；或
碟式太阳能热发电系统
第23卷 Vol .23 第10期No .10 重庆工学院学报(自然科学) Journal of Chongqing I nstitute of Technol ogy (Natural Science ) 2009年10月Oct .2009 3 收稿日期:2009-07-18 基金项目:航空工业技术创新基金资助项目(HZ -KJ2005009). 作者简介:刘巍(1963—),男,江苏靖江人,讲师,主要从事能源与环境工程,太阳能利用技术研究. 碟式太阳能热发电系统 刘 巍1 ,王宗超 2 (1.河海大学机电工程学院,江苏 常州 213022;2.清华大学深圳研究生院,深圳 518000) 摘 要:在研究了碟式太阳能热动力发电系统的发展状况、研究动态及应用前景的基础上,对碟式太阳能热动力发电系统进行了设计和分析.由于碟式太阳能热发电系统中太阳跟踪装置是一个重要的组成部分,设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方式.在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高度角、全天候的自动跟踪.试验结果表明,在各种天气状况下,跟踪器能够稳定工作,取得了满意的效果.通过对碟式太阳能热发电系统的分析和设计,提出了一种合理的、高效的太阳能利用方式.关 键 词:热发电;碟式聚焦器;太阳跟踪;单片机;聚光器 中图分类号:TK513.5 文献标识码:A 文章编号:1671-0924(2009)10-0099-05 D ish 2style Sol ar Ther ma l Power Genera ti on Syste m L IU W ei 1 ,WANG Zong 2chao 2 (1.College of Mechano 2electrical Engineering,Hehai University,Changzhou 213022,China;2.Postgraduate School,Shenzhen Ca mpus of Tsinghua University,Shenzhen 518000,China ) Abstract:Based on the study of the devel opment,research situati on and app licati on p r os pect of a dish 2style s olar energy dyna m ic syste m ,this paper makes the design and analysis of the dish 2style s olar energy dyna m ic syste m.Due t o the sun tracking device as an i m portant co mponent in the dish 2style s olar ther mal power syste m ,this paper designs a track of the combinati on of phot oelectric tracking and the day move ment traject ory tracking . It can achieve the all 2r ound and high angle aut o matic tracking under any kinds of weather,which uses op tical tracking way in sunny day and calendar 2reckoning method in cl oudy day .Experi m ents show that in any weather conditi ons,this tracker can work as designed and achieve satisfact ory results .By the analysis and design of the dish 2style s olar ther mal power syste m ,this paper puts f or ward a reas onable and efficient utilizati on method of s olar energy .Key words:ther mal power;dish 2style focusing device;sun tracking;SC M;s olar concentrat or 人们对能源开发和环境保护的呼声不断高涨,由于太阳能是一种清洁无污染的能源,取之不尽,用之不竭,它的开发、利用和转换已成为人类寻求新能源的热点,因此发展前景非常广阔.当 今,利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要方法,利用太阳能发电已经成为全球瞩目的一
国际主要槽式太阳能热发电站介绍
国际主要槽式太阳能热发电站介绍 河海大学南京中材天成新能源有限公司.安翠翠张耀明王军刘德有郭苏摘要:本文对国际上槽式太阳能热发电系统进行了归纳;介绍了几座具有代表性的系统，详细说明了其参数、现状;并跟踪了正在建设的几座槽式系统。 关键词:太阳能;槽式;热发电 虽然世界各国研究太阳能热发电技术已有很多年，但目前只有槽式太阳热电站实现了商业化示范运行，本文较为详细地介绍了世界各国槽式太阳能热发电的发展情况。 一、槽式太阳能热电系统简介 槽式太阳能热发电系统的工作原理是:采用只向一个方向弯曲的抛物面槽形镜面集热器将太阳光聚焦到位于焦线的中心管上，使管内的传热工质(油或水)加热至350~390 ℃，然后被加热的传热介质经热交换器产生过热蒸汽，过热蒸汽推动常规汽轮发电机发电。 从20世纪80年代初开始各国就积极发展槽式太阳能热发电技术，美国、西欧、以色列、日本发展较快，表1列出了已建、在建的槽式太阳能热电站。 二、实践应用 1 SEGS系统 20世纪80年代早期，美国由于能源危机致使石油价格猛涨，开始寻找替代能源，美国鲁兹(LUZ)公司在1985~1991年的短短七年间，投资12亿美元，共建造了9座槽式太阳热发电系统(SEGS I-SEGSIX )，总装机容量达354MWe，至今仍在运行。9座电站到2003年年发电总量见图1。 太阳能集热装置是槽式太阳能热发电系统的重要组成部分，LUZ公司分别开发了3种太阳能集热装置LS-I , LS-2和LS-3，并在SEGS I-SEGS IX上应用，从而大大降低了电站的运行费用。LS-I和LS-2集热器，由带铬黑表面的不锈钢管和抽真空的玻璃外套构成，铬黑表面的吸收率为0.94，在300℃时反射率为0.240。LS-3采用的是不锈钢管外表面涂覆有光谱选择性吸收涂层，太阳光吸收率为0.96，在350℃时的反射率为0.19。三种太阳能集热装置的参数及应用情况详见表2。
太阳能热气流发电
太阳能热气流发电 摘要 太阳能热气流发电系统（Solar Chimney Power Plant System,简称Solar Chimney或SC）。它所采用的集能源替代、环境保护、生态重建于一体的太阳能热气流发电技术将更好地调和目前能源利用与环境之间的矛盾，实现能源与环境的协调发展。而大规模太阳能热气流发电系统的利用则成为可再生能源发电的一种新方式。由此可见，此课题是一种不烧煤、不排污、不用水，社会效益和经济效益皆优的可再生绿色能源，因此，太阳能热气流既符合国家能源政策和开发可再生能源的要求，又达到了节约能源保护环境的指标，为解决我国能源困境提供了一条有效途径。当今，相关人士对太阳能热气流发电技术从不同领域的深入研究并提出一些新型课题，以求最大限度地造福人类。本文着重介绍太阳能热气流发电的研究现状。 关键字：太阳能热气流发电系统可再生能源发电研究现状 引言 为从根本上扭转我国能源面临的资源短缺、需求增势高、结构不合理、环境压力大等困境，本文从国情出发，提出充分利用我国广大荒漠化、沙化土地及其太阳能资源，大规模开发太阳能热气流发电，大幅度提高电力在终端能源结构中的比重，处理好与其它类型发电的兼容性与互补性，从根本上改善现行不合理的能源结构，将是在聚变能实现前即本世纪上半叶乃至中叶，解决我国能源困境的有效途径。太阳能热气流发电与风能的大规模互补联合开发，将有利于提高供电稳定性和电能质量，实现大面积荒漠绿化、沙尘暴治理和局域气候改善；发展基于太阳能热气流发电的电解制氢和海水淡化，将缓解我国油、气、水资源之不足；利用节余燃煤发展煤的液化、气化可进一步弥补我国油、气不足。
太阳能热发电Concentrating_Solar_Power_Part_1基础篇
T he limited supply of fossil hydrocarbon resources and the negative impact of CO 2 emissions on the global environment dictate the increasing usage of renewable energy sources. Concentrated solar power (CSP) is the most likely candidate for providing the majority of this renewable energy, because it is amongst the most cost-effective renewable electricity technologies and because its supply is not restricted if the energy generated is transported from the world's solar belt to the population centres.identified during the past decades for generating electricity in the 10kW to several 1000MW range: q dish/engine technology, which can directly generate electricity in isolated locations q parabolic trough technology, which produces high pressure superheated steam q solar tower technology which produces air above 1000°C or synthesis gas for gas turbine operation. a certain maturity, as has been demonstrated in pilot projects in Israel, Spain and the USA, significant improvements in the thermo-hydraulic performance are still required if such installations are to achieve the reliability and effectiveness of conventional power plants. This first article focuses on present CSP technologies, their history and the state of the art. The second article, in the next issue of Ingenia, looks at the technical, environmental, social and economic issues relating to CSP in the future. i n g e n i a 1 HANS MüLLER-STEINHAGEN, FRENG AND FRANZ TRIEB INSTITUTE OF TECHNICAL THERMODYNAMICS, GERMAN AEROSPACE CENTRE, STUTTGART, GERMANY SECTION Concentrating solar power A review of the technology Is solar power the answer to the ever-growing problems of global warming and depleting fossil fuel supplies? In the first of two articles Hans Müller-Steinhagen and Franz Trieb explain the principles and development of concentrated solar power and outline its considerable potential for alleviating the constant pressure on our existing resources.
斯特林太阳能热发电系统
斯特林太阳能热发电系统系别：电气与电子工程学院 专业班：电气自动化0901班 姓名： 指导教师： 2012年5月
斯特林太阳能热发电系统Stirling solar thermal power generation system
摘要 现代社会能源问题越来越受到大家的关注，能源问题直接关系到我们的经济、生产、生活。然而在生活中。能源大部分都以热能的方式散发消耗掉了，形成了很大的浪费。太阳能是最常见，也是耗费最多的能源，如果能把太阳能利用起来发电是很有效的使用能源的方式之一。其中利用太阳能产生的热能来发电是有效利用热能的一种方法，但目前并未得到广泛的应用。而传统的内燃机是化学能的形式转换成热能做功，环境代价较高，故高温外热驱动式的斯特林（Stirling）发电机是一种比较环保的模拟自然界温差动力的系统。基于此我们可以建立一个小型的温差发电模拟系统，采用斯特林发动机作为原动机，带动发动机发电，测试其发电系统的性能及效率。如果条件允许的话，斯特林发动机的高温部分由太阳能聚焦光热产生。以此来说明温差发电的可行性。 关键词: 能源太阳能发电机Stirling
Abstract Modern society, energy issues are getting more and more attention, energy issues directly related to our economy, production and daily life. However, in life. Most of the energy distributed as heat consumed, a lot of waste. Solar energy is the most common, is also the most energy-consuming, if we can utilization of solar energy power generation is one of the very effective use of energy. Which use solar thermal power generation is an effective use of heat, but has not been widely used. Conventional internal combustion engine is in the form of chemical energy converted into heat acting, high environmental costs, so the high-temperature external heat driven Stirling generator is a more environmentally friendly and simulate the natural temperature difference power system. Based on this we can build a small temperature difference power generation analog systems, the Stirling engine as a prime mover driven by engine power, test its performance and efficiency of power generation systems. If conditions allow, the high temperature part of the Stirling engine is focused by the solar light and heat generated. In order to illustrate the feasibility of thermal energy Key words: Energy Solar Generator Stirling