太阳能发电站类型：塔式、圆盘式、抛物柱形聚光器、太阳能真空、组合式

转换太阳辐射能，换句话说—— 太阳能热和光，转化为电能多年来，世界上许多国家都在使用太阳能发电厂。这些是具有不同设计的工程结构，工作原理不同，具体取决于发电厂的类型。

如果有人在听到“太阳能发电厂”这个组合时，会想象一个巨大的区域覆盖着太阳能电池板，这并不奇怪，因为这种称为光伏发电的发电厂如今在许多家庭中非常流行。但这不是唯一类型的太阳能发电厂。

今天已知的所有以工业规模发电的太阳能发电厂分为六种类型：塔式、平板式、光伏式、抛物线-圆柱形聚光器、太阳能真空式和组合式。让我们详细了解一下每种类型的太阳能电站，并关注全球不同国家的具体结构。

塔式发电厂

太阳能发电厂 — 一种太阳能发电厂，其中由定日镜场形成的光学聚光系统的辐射被引导到安装在塔上的太阳能接收器。

塔式发电厂最初是基于水在太阳辐射影响下蒸发的原理。这里使用水蒸气作为工作流体。塔位于这样一个车站的中心，顶部有一个水箱，水箱被漆成黑色，以最好地吸收可见辐射和热量。此外，塔内还有一个水泵组，其作用是向水库供水。温度超过 500°C 的蒸汽驱动位于电站范围内的涡轮发电机。

为了将尽可能多的太阳辐射集中在塔顶，塔周围安装了数百个定日镜，其作用是将反射的太阳辐射直接导向水容器。定日镜是镜子，每个镜子的面积可达几十平方米。

定日镜 [heliostat] — 光学聚光系统的平面或聚焦镜元件，具有单独的定向装置，用于将反射的直接太阳辐射引导至太阳辐射接收器。

安装在配备自动聚焦系统的支架上，所有定日镜将反射的太阳辐射直接引导到塔顶，到水箱，因为定位根据白天太阳的运动进行。

在最热的一天，产生的蒸汽温度可升至 700 °C，这对于涡轮机的正常运行来说绰绰有余。

例如，在以色列境内的内盖夫沙漠地区，到2017年底，将建成一座容量超过121兆瓦的塔式发电厂，塔高将达240米（建造时世界上最高的太阳能塔）。，它周围将是一层由数十万个定日镜组成的地板，这些定日镜将通过 Wi-Fi 控制进行定位。罐内的蒸汽温度将达到540°C。这个耗资7.73亿美元的项目将满足以色列1%的电力需求。

水并不是塔中唯一可以被太阳辐射加热的东西。例如，在西班牙，2011 年，Gemasolar 塔式太阳能发电厂投入运行，其中加热盐冷却剂。该解决方案甚至可以在夜间供暖。

加热到 565°C 的盐进入一个特殊的罐中，然后将热量传递给蒸汽发生器，从而带动涡轮机转动。整个系统的额定容量为 19.9 兆瓦，能够提供 110 吉瓦时的电力（年平均），为 27,500 户家庭的网络供电，全天 24 小时满负荷运行 9 个月。

很多发电厂

原则上，这种类型的发电厂类似于塔式发电厂，但在结构上有所不同。它使用单独的模块，每个模块都会发电。该模块包括反射器和接收器。形成反射镜的抛物面反射镜组件安装在支架上。

镜面放大器 — 带有镜面涂层的太阳辐射集中器。镜面聚光器 — 一种太阳辐射的镜面聚光器，由形成公共反射面的平面或曲面形状的单个镜子组成。

接收器位于抛物面的焦点处。反射镜由数十面镜子组成，每面镜子均单独定制。接收器可以是与发电机组合的斯特林发动机，或者是转化为蒸汽的水箱，蒸汽驱动涡轮机。

例如，2015 年，瑞典里帕索在南非测试了配备斯特林发动机的抛物线余热装置。装置的反光镜是由96个零件组成的抛物面镜，总面积为104平方米。

重点是配备飞轮并连接到发电机的斯特林氢发动机。盘子慢慢地转动以跟随白天的太阳。结果，效率系数为 34%，每个这样的“板”每年能够为用户提供 85 兆瓦时的电力。

公平地说，我们注意到在这种太阳能发电厂的“板”的焦点处，可以找到一个油容器，其热量可以传递给蒸汽发生器，蒸汽发生器反过来旋转发电机的涡轮机。

抛物线管太阳能发电厂

这里，加热介质再次被集中的反射辐射加热。镜子呈长达50米的抛物柱体形式，位于南北方向，随着太阳的运动而旋转。镜子的焦点处是一根固定管，液体冷却剂沿着该管移动。一旦冷却剂足够热，热量就会转移到热交换器中的水中，蒸汽再次驱动发电机。

Parabolic corridor concentrator——太阳辐射的镜面聚光器，其形状由平行于自身移动的抛物线形成。

80 年代，Luz International 在加州建造了 9 座这样的发电厂，总装机容量为 354 兆瓦。然而，经过几年的实践，专家们得出的结论是，如今的抛物线发电厂在盈利能力和效率方面都不如塔式和板式太阳能发电厂。

然而，2016年，卡萨布兰卡附近的撒哈拉沙漠发现了一座发电厂。 太阳能集中器, 容量为 500 兆瓦。 50 万个 12 米的镜子将冷却剂加热到 393°C，将水变成蒸汽，用于旋转发电机涡轮。到了晚上，热能通过储存在熔盐中继续工作。通过这种方式，摩洛哥政府计划逐步解决环保能源问题。

光伏电站

基于光伏组件、太阳能电池板的电站。它们在现代世界中非常流行和广泛。基于硅电池的模块广泛用于为小型场所供电，例如疗养院、私人别墅和其他建筑物，其中具有所需电力的电站由单独的部件组装而成，并安装在屋顶或合适区域的地块上。工业光伏电站可以为小城镇供电。

太阳能发电厂 (SES) [太阳能发电厂] — 旨在将太阳辐射能转化为电能的发电厂。

例如，在俄罗斯，该国最大的光伏电站于 2015 年启动。“Alexander Vlazhnev”太阳能电站由 100,000 块太阳能电池板组成，总容量为 25 兆瓦，位于奥尔斯克市和盖伊市之间的 80 公顷土地。该电站的容量足以为奥尔斯克市的一半供电，包括商业和住宅楼。

这种站的操作原理很简单。光子的能量在硅片中转化为电流；这种半导体的本征光电效应早已被太阳能电池制造商研究和接受。但效率为 24% 的晶体硅并不是唯一的选择。技术在不断改进。因此，在 2013 年，夏普的工程师从一个铟镓砷元素中获得了 44.4% 的效率，而聚焦透镜的使用使全部 46% 的效率成为可能。

太阳能真空发电厂

绝对生态型的太阳能站。原则上使用自然气流，这是由于温差而发生的（地球表面的空气被加热并向上冲）。早在 1929 年，这个想法就在法国获得了专利。

正在建造一个温室，这是一块用玻璃覆盖的土地。一座塔从温室的中心突出，这是一根安装有发电机涡轮机的高管。太阳加热了温室，通过管道向上冲的空气带动了涡轮机。只要太阳加热封闭玻璃体积内的空气，气流就会保持恒定，甚至在夜间只要地球表面保持热量。

这种类型的实验站建于 1982 年，位于西班牙马德里以南 150 公里处。温室直径244米，管道高195米。最大开发功率仅为50千瓦。然而，涡轮机运行了 8 年，直到因生锈和大风而失效。 2010年，我国建成了200千瓦的太阳能真空站。占地277公顷。

联合太阳能发电厂

这些是热水和供暖通信连接到热交换器的站，通常它们为各种需要加热水。当聚光器与太阳能电池板并联工作时，组合站还包括组合解决方案。联合太阳能发电厂通常是私人住宅替代供电和供暖的唯一解决方案。