太阳能集中器

基本上，太阳能聚光器与 光伏转换器…此外，由于许多特性，热能型太阳能发电厂比光伏发电效率高得多。

太阳能聚光器的任务是将太阳光线聚焦到盛有冷却液的容器上，冷却液可以是例如油或水，它们善于吸收太阳能。聚光方法不同：抛物柱形聚光器、抛物面镜或日心塔。

在一些聚光器中，太阳辐射沿着焦线聚焦，而在其他聚光器中——在接收器所在的焦点上。当太阳辐射从较大的表面反射到较小的表面（接收器的表面）时，达到高温，冷却剂吸收热量，移动通过接收器。整个系统还包含一个存储部分和一个能量传输系统。

聚光器的效率在多云期间会显着降低，因为只有直接的太阳辐射会被聚焦。出于这个原因，这些系统在日照水平特别高的地区实现了最高效率：在沙漠中，在赤道地区。为了提高太阳辐射的使用效率，聚光器配备了特殊的跟踪器，跟踪系统确保聚光器最准确地朝向太阳方向。

由于太阳能聚光器成本高，跟踪系统需要定期维护，其使用主要限于工业发电系统。

这种装置可以与混合动力系统一起使用，例如，与碳氢化合物燃料一起使用，那么存储系统将降低发电成本。这将成为可能，因为生成将全天候进行。

抛物线管太阳能聚光器长达 50 米，类似于拉长的镜面抛物线。这种聚光器由一组凹面镜组成，每个凹面镜收集平行的太阳光线并将它们聚焦在特定的点上。沿着这样的抛物线，放置了一个装有冷却液的管子，这样所有被镜子反射的光线都会聚焦在它上面。为了减少热量损失，管子被沿着圆柱体焦线延伸的玻璃管包围。

这些集线器在南北方向成排排列，当然配备了太阳能跟踪系统。集中在管道中的辐射将冷却剂加热到近 400 度，它通过热交换器，产生蒸汽，使发电机的涡轮转动。

公平地说，应该注意的是，光电管也可以代替管子。然而，尽管光伏电池的聚光器尺寸可以更小，但这充满了效率下降和过热问题，这需要开发高质量的冷却系统。

在80年代的加州沙漠中，建成了9座总装机容量为354兆瓦的抛物柱形聚光电站。然后同一家公司（Luz International）还在 Deget 建造了一个 SEGS I 混合动力装置，容量为 13.8 兆瓦，其中还包括天然气烤箱。一般来说，到 1990 年，该公司已经建造了总容量为80 兆瓦。

在世界银行的资助下，摩洛哥、墨西哥、阿尔及利亚和其他发展中国家正在开发抛物线发电厂的太阳能生产。

因此，专家得出结论，如今，抛物线槽式发电厂在盈利能力和效率方面落后于塔式和盘式太阳能发电厂。

盘式太阳能装置——这些装置与卫星天线一样，是抛物面镜，可将太阳光线聚焦到位于每个此类天线焦点处的接收器上。同时，采用这种加热技术的冷却液温度达到1000度。传热流体立即输送到与接收器结合的发电机或发动机。例如，这里使用了斯特林和布莱顿发动机，由于光学效率高且初始成本低，因此可以显着提高此类系统的性能。

Rancho Mirage 的抛物面碟式太阳能装置的效率世界纪录是通过碟式装置与斯特林发动机相结合实现的 29% 的热电效率。

由于模块化设计，匹配型太阳能系统非常有前途，它们使您可以轻松地为连接到公共电网的混合用户和独立用户达到所需的功率水平。一个例子是 STEP 项目，该项目由位于佐治亚州的 114 个直径为 7 米的抛物面镜组成。

该系统产生中压、低压和高压蒸汽。低压蒸汽供给针织厂空调系统，中压蒸汽供给针织行业自身，高压蒸汽直接供给发电。

当然，太阳能圆盘聚光器与斯特林发动机相结合会引起大型能源公司所有者的兴趣。因此，Science Applications International Corporation 与三个能源公司合作，正在开发一个使用斯特林发动机和抛物面镜的系统，该系统将能够产生 25 kW 的电力。

在带有中央接收器的塔式太阳能发电厂中，太阳辐射集中在位于塔顶的接收器上……塔周围放置了大量反射器-定日镜……定日镜配备了双轴太阳跟踪系统，因此它们始终转动，使光线静止不动，集中在热接收器上。

接收器吸收热能，然后转动发电机的涡轮机。

在接收器中循环的液体冷却剂将蒸汽带到蓄热器。通常工作温度为 550 度的水蒸气，空气和其他温度高达 1000 度的气态物质，低沸点的有机液体 - 低于 100 度，以及液态金属 - 高达 800 度。

根据电站的用途，蒸汽可以驱动涡轮机发电或直接用于某种生产。接收器中的温度从 538 度到 1482 度不等。

南加州的 Solar One 发电塔是同类发电塔中的第一座，最初通过产生 10 兆瓦的蒸汽-水系统发电。然后它进行了现代化改造，改进后的接收器现在使用熔盐和储热系统，效率显着提高。

这导致电池塔式发电厂的太阳能聚光器技术取得突破：这种发电厂的电力可以按需生产，因为储热系统可以储存长达 13 小时的热量。

熔盐技术可以将太阳能储存在 550 度，现在可以在一天中的任何时间和任何天气下发电。容量为 10 兆瓦的塔式电站“太阳能二号”已成为此类工业发电厂的原型。未来——为大型工业企业建设30至200兆瓦的工业企业。

前景广阔，但发展受到大面积需求和工业规模建设塔站的巨大成本的阻碍。例如，建设一个100兆瓦的塔式电站需要200公顷，而一个能够产生1000兆瓦电力的核电站只需要50公顷。另一方面，用于小容量的抛物线-圆柱站（模块化）比塔式站更具成本效益。

因此，塔式和槽式聚光器适用于并网的 30 MW 至 200 MW 发电厂。模块化磁盘集线器适用于仅需要几兆瓦的网络的自主供电。塔式和板式系统的制造成本都很高，但效率非常高。

正如您所看到的，抛物面槽式聚光器作为未来几年最有前途的太阳能聚光器技术占据了最佳位置。

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