无码日韩精品一区二区免费暖暖,久久精品国产精品亚洲,开心播播网,女人床技48动态图,国产精品无码免费专区午夜

二次反射塔式光熱發電技術的發展前景分析
發布者:admin | 來源:中國電建集團西勘院有限公司 | 0評論 | 12312查看 | 2018-07-17 14:52:00    
摘要:太陽能熱發電是可再生的清潔能源,在能源領域越來越受到投資者的青睞。塔式光熱發電作為最具發展前景的光熱發電形式之一,逐步成為光熱發電研發和投資開發的重點,但目前主要是具有一次反射裝置的系統,吸熱器位于高空,傳熱介質通過管道將能量輸送到地面,過程中熱能損失較大,本文從鏡場光學效率、吸熱器效率、管道效率等方面闡述了吸熱器位于地面,太陽光經過兩次反射到達地面吸熱器的二次反射塔式光熱發電系統,是一種具有廣闊發展前景的光熱發電形式。

關鍵詞:二次反射光熱發電塔式發展前景

  

1.引言

  

太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)可再(zai)(zai)生(sheng)的清潔能(neng)源(yuan),在(zai)能(neng)源(yuan)環境領域越來(lai)越受到重視,太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)發電已經成為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)大規(gui)模利用的主要方式(shi)。在(zai)未來(lai)的可再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)利用中,太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)熱發電作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)利用技(ji)術具(ju)有廣(guang)闊的發展前景。

  

太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理是先(xian)將(jiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為熱(re)(re)(re)能(neng)(neng),再(zai)將(jiang)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)技術,但(dan)由(you)于太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)較(jiao)低(di),溫度(du)(du)通(tong)常情況下低(di)于100℃,需要(yao)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)光(guang)(guang)(guang)集熱(re)(re)(re)面通(tong)過聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)改(gai)變光(guang)(guang)(guang)線(xian)傳(chuan)(chuan)播(bo)方向,使光(guang)(guang)(guang)線(xian)聚(ju)(ju)焦以(yi)提高(gao)能(neng)(neng)量(liang)密度(du)(du),才能(neng)(neng)滿足發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求。聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)器作為光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統中將(jiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)進行聚(ju)(ju)集以(yi)增(zeng)加(jia)能(neng)(neng)量(liang)密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)置(zhi),對聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率起著(zhu)十分重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)作用,通(tong)過聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)器將(jiang)低(di)密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)聚(ju)(ju)焦后(hou)(hou)(hou)轉(zhuan)(zhuan)換成(cheng)高(gao)密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng),再(zai)經傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)(re)介質將(jiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為熱(re)(re)(re)能(neng)(neng),然后(hou)(hou)(hou)通(tong)過熱(re)(re)(re)力循環做功實現(xian)由(you)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)到電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換。由(you)于太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)輻(fu)射不穩定(ding),受(shou)晝夜、季節、地(di)理位(wei)置(zhi)和(he)氣(qi)候條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響波動(dong)較(jiao)大(da),造成(cheng)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統效(xiao)率低(di)而成(cheng)本高(gao)。目前利用太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)進行聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式(shi)(shi)主(zhu)要(yao)有槽(cao)式(shi)(shi)、塔(ta)式(shi)(shi)、碟式(shi)(shi)、菲涅爾(er)式(shi)(shi)等(deng),幾種發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)方式(shi)(shi)并(bing)存并(bing)各自進行發(fa)(fa)(fa)展,但(dan)投(tou)入商業化(hua)運營的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)技術主(zhu)要(yao)是塔(ta)式(shi)(shi)和(he)槽(cao)式(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。理論(lun)上(shang)塔(ta)式(shi)(shi)效(xiao)率可以(yi)達到23%,但(dan)由(you)于單位(wei)容量(liang)投(tou)資(zi)大(da),商業化(hua)程度(du)(du)不及槽(cao)式(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)[1],隨著(zhu)科學技術的(de)(de)(de)(de)(de)不斷進步和(he)產品的(de)(de)(de)(de)(de)日趨成(cheng)熟,投(tou)資(zi)成(cheng)本也會不斷降低(di),會成(cheng)為今(jin)后(hou)(hou)(hou)一段時期光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)重點研發(fa)(fa)(fa)和(he)利用形(xing)式(shi)(shi)。


2.一次聚光塔式光熱發電及其缺點


目(mu)前(qian)塔式(shi)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電系統對于太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)的(de)(de)(de)聚集和反(fan)射(she)多采用一次反(fan)射(she),即(ji)通(tong)過(guo)鏡(jing)(jing)場將太(tai)陽(yang)(yang)輻射(she)聚集到距離地(di)面(mian)一定(ding)高度(du)的(de)(de)(de)吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器上,吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器直接(jie)接(jie)受地(di)面(mian)鏡(jing)(jing)場反(fan)射(she)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)輻射(she),吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(熔融巖)獲得高溫(wen)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng),獲取(qu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)量的(de)(de)(de)傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質通(tong)過(guo)管道(dao)將輸送到熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)地(di)面(mian)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan),儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)高溫(wen)傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質再通(tong)過(guo)管道(dao)輸送到蒸(zheng)汽發(fa)生(sheng)器產生(sheng)蒸(zheng)汽推(tui)動汽輪機發(fa)電。這(zhe)一系統中(zhong)(zhong),鏡(jing)(jing)場中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)各(ge)定(ding)日鏡(jing)(jing)對于中(zhong)(zhong)心吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)塔有(you)著不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)朝向和距離,對每個(ge)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)跟(gen)蹤都要進(jin)行單獨的(de)(de)(de)二維(wei)控制(zhi),且各(ge)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)控制(zhi)各(ge)不(bu)(bu)相同,極大增加了控制(zhi)系統的(de)(de)(de)復雜性(xing)和安裝調試(shi)的(de)(de)(de)難度(du)[1—3]。


吸熱器是塔式熱發電將太陽能轉化為熱能的核心部件,采用熔融鹽作為傳熱介質,可實現連續、穩定大規模發電。但連續在非穩態的高溫環境下工作,使得吸熱器很容易被腐蝕發生過熱故障,直接影響電站的正常運行[4—6]。太陽輻射從定日鏡反射面接受并反射到吸熱器的過程中,主要存在余弦損失、陰影和阻擋損失、大氣衰減損失和截斷損失。在這些損失中,余弦損失、大氣衰減損失和吸熱器的截斷損失與定日鏡所在的坐標位置有關,陰影和阻擋損失主要發生在相鄰定日鏡之間。同時,吸熱器的效率與吸熱器表面反射損失、吸熱器的散熱損失有關,太陽光線入射到吸熱器表面時,有一部分光線由于反射而損失,這部分損失與吸熱表面涂層材料性質有關;吸熱器的散熱損失形式有對流散熱損失、輻射散熱損失和導熱散熱損失。


采(cai)用該種(zhong)方式布置的(de)吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi),由于(yu)距離地面的(de)高(gao)度往(wang)(wang)往(wang)(wang)在100m以(yi)上,隨(sui)著(zhu)高(gao)度增加(jia)風速也(ye)是不(bu)斷增大(da),在吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)附近風速肯(ken)定大(da)于(yu)地面,吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)外表面對(dui)流熱(re)(re)(re)(re)損較大(da),熱(re)(re)(re)(re)量(liang)損失(shi)(shi)較大(da);吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)高(gao)空布置,管道較長,熱(re)(re)(re)(re)量(liang)從吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)到地面進行(xing)管道輸送,存在熱(re)(re)(re)(re)量(liang)損失(shi)(shi),熱(re)(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)較低(di),同(tong)時(shi)需配(pei)置高(gao)揚程循環泵、建設吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)基礎及塔體,設備購置成本、建設成本增加(jia),運(yun)(yun)行(xing)期場用電(dian)量(liang)也(ye)隨(sui)之增加(jia);吸(xi)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)施工(gong)安(an)裝和(he)后期運(yun)(yun)維難度及安(an)全風險(xian)較大(da),運(yun)(yun)行(xing)維護費用加(jia)大(da),電(dian)站建成后的(de)運(yun)(yun)行(xing)期間的(de)經濟(ji)性相對(dui)降低(di)。這些都成為制約一次(ci)反射塔式太陽能熱(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)大(da)規模發(fa)展(zhan)的(de)因(yin)素。


3.二次反射聚光

  

由于(yu)(yu)(yu)吸(xi)熱器(qi)是(shi)塔(ta)(ta)(ta)式光(guang)(guang)(guang)熱發電系統(tong)的(de)(de)核心(xin)設備[5—8],在一(yi)次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)系統(tong)中(zhong)吸(xi)熱器(qi)位(wei)于(yu)(yu)(yu)100m以上(shang)的(de)(de)高空(kong),建筑成(cheng)本、運行維護成(cheng)本較高,同時(shi)運行過(guo)程中(zhong)也存(cun)在較高的(de)(de)安全風險,為了彌補這(zhe)些不(bu)(bu)足(zu),于(yu)(yu)(yu)是(shi)便出現了二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)系統(tong)的(de)(de)設計。二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)是(shi)在一(yi)次(ci)(ci)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)系統(tong)的(de)(de)焦點處安裝(zhuang)(zhuang)所需的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學元(yuan)件,用以改變(bian)一(yi)次(ci)(ci)系統(tong)匯聚(ju)后光(guang)(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)傳播方(fang)向,將(jiang)光(guang)(guang)(guang)線(xian)反(fan)射(she)(she)(she)到地面吸(xi)熱器(qi)。最主要的(de)(de)不(bu)(bu)同在于(yu)(yu)(yu)吸(xi)熱器(qi)位(wei)于(yu)(yu)(yu)地面,塔(ta)(ta)(ta)架(jia)上(shang)布(bu)置(zhi)(zhi)二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),即通過(guo)在高空(kong)塔(ta)(ta)(ta)架(jia)上(shang)布(bu)置(zhi)(zhi)二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),將(jiang)太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)經定日鏡反(fan)射(she)(she)(she)到二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),再經二次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)聚(ju)焦位(wei)于(yu)(yu)(yu)地面的(de)(de)吸(xi)熱器(qi)上(shang)[9—10]。這(zhe)一(yi)系統(tong)中(zhong),光(guang)(guang)(guang)線(xian)傳播距(ju)離較一(yi)次(ci)(ci)反(fan)射(she)(she)(she)系統(tong)增加,但輸熱管道的(de)(de)距(ju)離卻縮短(duan),兩個系統(tong)的(de)(de)能量傳遞方(fang)式不(bu)(bu)同,能量損失(shi)也有別。

  

塔(ta)式光(guang)熱(re)(re)發電的光(guang)電轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)決定于鏡(jing)(jing)場年(nian)均(jun)光(guang)學(xue)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、鏡(jing)(jing)場年(nian)均(jun)運(yun)行效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、吸(xi)熱(re)(re)器效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、儲熱(re)(re)器系(xi)統效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、管道效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、蒸汽(qi)換(huan)熱(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、汽(qi)輪發電機組效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)等因素,其(qi)(qi)中鏡(jing)(jing)場光(guang)學(xue)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)由鏡(jing)(jing)面效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、余弦(xian)損失、陰影和阻(zu)擋損失、大(da)氣衰減、截(jie)斷因子(zi)等因素有關。二次(ci)反射系(xi)統相對(dui)于一次(ci)反射系(xi)統而(er)言,鏡(jing)(jing)場年(nian)均(jun)光(guang)學(xue)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)相對(dui)略微降低(di),吸(xi)熱(re)(re)器效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)及管道效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)顯著增加(jia),其(qi)(qi)它因素變化不(bu)大(da),在此忽略。

最新評論
0人參與
馬上參與