太阳能热发电技术李斌，李安定（中国科学院电工研究所，北京100080）垂考虑：①实现太阳热发电系统的低成本投资和高可靠性运行，这一点非常重要；②实现规模化发展。建立几十兆瓦至百兆瓦级的大规模并网系统；③开发几十千瓦至万千瓦级的独立系统，以便解决无电地区的急需。
0概况太阳能作为一种洁净的、取之不尽的能源在能源结构中所占的比例将会越来越大。太阳能热发电不仅可以发出电力，还可以同时实现供热、制冷，构成热、电、冷联产。太阳热发电系统由集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机、发电机等组成集热系统聚集太阳能后，经过热传输系统将聚集的太阳热能，传给热机，由热机产生动力，带动发电机来发电，整个系统的热源来自于太阳能，所以称之为太阳能热发电系统。
1太阳能热发电介绍1.1塔式太阳热发电系统塔式太阳热发电系统是利用定日镜跟踪太阳，并将太阳光聚焦在中心接收塔的接收器上，在接收器上将聚焦的辐射能转变为热能，加热工质，驱动汽轮发电机发电。定日镜由微机控制跟踪太阳，实现*佳聚焦。塔式太阳热发电系统聚光比可达3001500，运行温度可达1500丈⑴。
塔式太阳热发电系统的设计思想是20世纪50年代前苏联提出的。世界上**座并网运行的塔式太阳能热电站是在1981年由法国、原联邦德国和意大利联合建造的。该系统安装在意大利的西西里岛，米用了182个聚光镜，镜场总面积为6200m2，采用了由硝酸盐组成的蓄热器。其额定功率为1MW，蒸汽温度为512T：，热功率为4.8MWU**个10MW的塔式太阳能热电站于1982年在美国加利福尼亚州南部建成，该装置称为太阳1号，它总共占地291000m2，中央接收器位于90.8m高的塔顶，产生58T：的高温蒸汽。每块定曰镜都安装在台梁上，通过小功率电动机和齿轮箱可改变定日镜的方位，进行双轴跟踪，电动机接收来自中央控制计算机的信号，使定日镜随时跟踪太阳，并将阳光反射聚集到塔顶的接收器上。太阳1号的*大峰值输出为11700kW，年平均效率低于6%，未达到8.2%的原设计要求。效率低的原因是：电站自身用电量太大；电站的装机容量小，不可能采用更有效的再热式蒸汽轮机，原设计过高地估计了实际的有效日照量，也没有考虑到镜面清洁问题。太阳1号后来被改造为太阳2号电站。太阳2号电站的参数如下：1926块定日镜，熔盐蓄热系统，300英尺的中央吸热器，耗资4000万美元，并网试验运行到1998年。熔盐由60%硝酸钠和40%的硝酸钾组成，700丈时熔融，接近〗000T时成为液态。
1.2槽式聚光热发电系统槽式聚光镜面将太阳光聚在一条线上，在这条焦线上安装有管状集热器，以吸收聚焦后的太阳辐射能。管内的流体被加热后，流经换热器加热工质，借助于蒸汽动力循环来发电。该抛物面对太阳进行一维跟踪（设备轴线南北放置，然后东西旋转跟踪），聚光比是在10~100之间，温度范围可达400T：。该结构形式的热发电系统是在20世纪80年代中期发展起来的。至今为止，已在加利福尼亚州安装了354MW的槽式聚光热发电站，工作介质为导热油，导热油通过换热器可以产生390T的过热蒸汽以驱动蒸汽轮机发电这一系统由美国LUZ公司开发，自1984年以来先后开发了14、30MW和80MW的多种系统，总装机容量为354MW.LUZ公司技术路线的主要特点是采用大量抛物面槽式聚光器收集太阳直射光并将其转换成热能。每个集热器由槽式抛物面聚光镜及位于其焦线的集热元件组成，每只集热元件是一支真空集热管，长4m，每24个集热器串联成一条长99m的集热组合体，80MW系统需要850条集热组合体。每条组合体都是南北水平向放置，有专门的传感器以及计算机控制跟踪系统，传热介质为导热油，它在真空集热管中受热后，通过一组换热器使水变成高温高压蒸汽，去驱动蒸汽轮机发电。该系统需要抛物面接收器的面积为470265m2（680mX680m），导热油在集热器受热后的出口温度为391T：，进入汽轮机的蒸汽压力为100个大气压，Rankine再热循环的热效率为38.4%，由太阳辐射能至电能的*高瞬时效率为24%，由太阳辐射能至电能的年平均效率为14%，由于太阳能是随机的，在工质的回路中增设一个使用常规燃料（通常为天然气）的辅助锅炉，以备急需。
