第二章 太阳能热发电技术
**节 太阳能热发电系统简介
太阳能热发电是把太阳辐射能转换成电能的发电技术。它包括两大类型:一类是利用太阳热能直接发电,如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电、碱金属的热电转换以及磁流体发电等。其特点是发电装置本体无活动部件,但目前此类型的发电量小,有的仍处于原理性试验阶段,尚未进入商业化应用,因此这里不作介绍。另一类是太阳能热动力发电,利用太阳集热器将太阳能收集起来,加热水或其他工质,使之产生蒸汽,驱动热力发动机,再带动发电机发电。也就是说,此类型先把热能转换成机械能,然后再把机械能转换成电能。其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换而来。这种类型的太阳能热发电技术��达到实际应用的水平,美国等**已建成具有一定规模的实用电站,下面介绍这种类型的太阳能热发电系统。
一、太阳能热发电系统的工作原理
太阳能热发电系统与常规火力发电系统的工作原理基本相同,其根本区别在于热源不同,前者以太阳能为热源,后者则以煤炭、石油和天然气等化石燃料为热源。在常规火力发电厂中,煤或石油供给锅炉燃烧,加热水变成过热蒸汽驱动汽轮发电机组发电,从而将热能转换为电能。从热力学上讲,这种常规火力发电遵循朗肯循环原理工作,如图2-1所示。
设想利用一种太阳能锅炉,将太阳辐射能收集起来并转变为热能,取代图2-1中的常规燃料锅炉,就成为太阳能热发电系统。所以,太阳能热发电系统的工作原理可以阐述如下:利用太阳集热器将太阳能收集起来,加热工质,产生过热蒸汽,驱动热力装置带动发电机发电,从而将太阳能转换为电能。从热力学上讲,这种太阳能热发电站也是按朗肯循环或布雷顿循环的原理工作的,在热力学原理上与常规火力发电厂完全一样。所以,技术上把这种按朗肯循环或布雷顿循环原理工作的太阳能热电转换称为太阳能热发电,以区别于太阳能光伏发电。图2-2给出了典型太阳能热发电站热力循环系统原理。
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