光熱發電是通過利用大規模的集熱鏡和傳統的蒸汽發電機熱力循環做功,將光能先轉化為熱能,再轉化為機械能,并最終產生電能的技術。
而且能在高比例光伏、風電滲透的電力系統中承擔類似燃煤和燃氣火電的“壓艙石”角色。本文將介紹光熱發電的四種形式。
一、槽式系統
槽式太陽能熱發電系統全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發電系統,是將多個槽型拋物面聚光集熱器經過串并聯的排列,加熱工質,產生高溫蒸汽,驅動汽輪機發電機組發電。 作為太陽能量不足時的備用,系統配備有一個輔助燃燒爐,用天然氣或燃油來產生蒸汽。
二、塔式系統
塔式太陽能熱發電有定日鏡采集太陽光,聚焦匯集在太陽塔的吸熱器裝置,以熔鹽為導熱介質傳導達到565度的高溫,高溫產生蒸汽帶動汽輪機旋轉發電。其中熔鹽是一種優良的傳熱儲熱介質,熔鹽儲能既可以大規模集中應用于光熱發電儲能、新能源廢棄電力利用、電網調峰等領域,也可以分布式應用于智慧能源、清潔能源集中供熱、清潔能源熱電冷聯供等領域。尤其在光熱領域,可顯著提高發電系統的熱效率、系統的可靠性和經濟性。
三、碟式(盤式)系統
盤式(又稱碟式)太陽能熱發電系統(拋物面反射鏡斯特林系統)是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡組成,接收在拋物面的焦點上,接收器內的傳熱工質被加熱到750℃左右,驅動發動機進行發電。該種系統適用于邊遠地區獨立電站。
四、菲涅爾系統
采用多個平面或微彎曲的光學鏡組成的菲涅爾結構聚光鏡來替代拋面鏡,眾多平放的單軸轉動的反射鏡組成的矩形鏡場自動跟蹤太陽,將太陽光反射聚集到具有二次曲面的二級反射鏡和線性集熱器上,集熱器將太陽能轉化為熱能,進而轉化為電能。成本相對來說低廉,但效率也相應降低。由于聚光倍數只有數十倍,因此加熱的水蒸氣質量不高,使整個系統的年發電效率僅能達到10%左右。