光热技术的分类
依照聚焦方式及结构的不同,光热技术可以分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四种。
塔式发电系统:塔式发电系统为点式聚焦系统,其利用大规模的定日镜形成的定日镜场阵列,将太阳辐射反射到置于高塔顶部的吸热器上,加热传热介质,使其直接产生蒸汽或者换热后再产生蒸汽,以此驱动汽轮机发电。塔式系统具有热传递路程短、热损耗小、聚光比和温度较高等优点,但塔式系统必须规模化利用,占地要求高,单次投资较大,采用双轴跟踪系统,镜场的控制系统较为复杂。
槽式与菲涅尔式发电系统:槽式与菲涅尔式发电系统都属于线性聚焦系统,二者的聚光型式相同,聚光方法不同。菲涅尔式发电系统聚光方法为:具有跟踪太阳运动装置的主反射镜列将太阳光反射聚集到具有二次曲面的二级反射镜和线性集热器上,集热器将太阳能转化为热能。槽式发电系统为利用槽型抛物面反射镜将太阳光聚焦到线性集热器上,对传热介质加热,将太阳能转化为热能。其余部分相同,所以将这二者放在一起阐述。
在对日跟踪系统的作用下,阳光会被连续地聚集在焦点线位置的线型集热器上。在集热管中流动的热流体(传热介质)将热量连续不断地输送到高压蒸汽发生器中,通过热交换系统,产生热蒸汽。用于发电,热蒸汽做功后经过压缩冷凝回流到热蒸汽发生器中,再次被加热成为闭环系统不断循环的热蒸汽。于此同时,通过热交换器后的传热介质流体也将返回到集热场中再次被加热。另外在系统中放置储热罐,存储富余的能量,在太阳能不足时对系统进行补给,从而加大了太阳能的利用效率。
槽式与菲涅尔式发电系统的结构部件简单,易于实现工业标准化批量生产和安装。对太阳的跟踪系统通常采取单轴跟踪系统,跟踪装置较为简化。但其聚光比小,传热介质一般只能加热到四五百度,且抗风性略差。
碟式系统:碟式系统也是点式聚焦系统,它应该是太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能光热发电系统了。碟式系统也称为抛物面反射镜斯特林系统,是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成,接收在抛物面的焦点上,接收器内的传热介质被加热后,驱动斯特林发动机进行发电。碟式系统的聚光比非常高,从几百至上千都可达到,聚焦温度甚至可以达到1000℃以上,效率较高,对于地面坡度要求也更为灵活。但成本上还缺少优势,技术上也有待于完善。碟式系统较适用于边远地区独立电站。可以单台使用或多台并联使用,适宜小规模发电。