4   塔式太阳能热发电系统

塔式太阳能热发电系统为聚焦型发电系统。图7为典型的塔式太阳能热发电系统,塔式太阳能热发电系统一般由聚光子系统、集热子系统、发电子系统、蓄热子系统和辅助能源子系统组成。具有规模大、热传递路程短、热损耗少、聚光比和温度较高等特点,非常适合于大规模并网发电。

图7  典型的塔式太阳能热发电系统

聚光子系统:包括定日镜场确保每台定日镜的反射光线进入集热系统的接收器内;定日镜微弧度的镜面保证太阳光聚焦到塔顶的接收器,定日镜场的成本占总投入的一半以上。图8给出了几种形状结构的定日镜。

图8  几种形状结构的定日镜

集热子系统:包括定日镜场高塔和高塔顶部的接收器。高塔的高度取决于电站容量;接收器主要有空腔式和外露式两种形式,高塔可以建在镜阵中央或南侧。高塔在镜场中间时,一般选用外露式接收器,高塔在镜场南方时选用空腔式接收器。

发电子系统:按照工质是水还是气体选用汽轮机组或燃气轮机组,其基本组成与常规发电设备类似,由于聚光倍数高达1000以上,接收器一般可以收集1000MW级的辐射功率,产生高达1000℃的高温,总效率在15%以上。但同时需要具备工作流体来源于接收器或辅助能源系统的切换装置。

蓄热子系统:具有储热功能,这一功能在其他太阳能热发电系统中也是应该具备的。太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常运行。当阳光投射到接收器被吸收转变成热能后,使加热盘管内流动着的介质产生蒸汽。一部分热量用来带动汽轮发电机组发电,另一部分热量则被贮存在蓄热器里,以备没有阳光时发电用。

塔式太阳能热发电站的优点是:

(1)聚光倍数高,容易达到较高的工作温度,阵列中的定日镜数目越多,其聚光比越大,接收器的集热温度也就愈高。

(2)能量集中过程是靠反射光线一次完成的,方法简捷有效。

(3)接收器散热面积相对较小,因而可得到较高的光热转换效率。

表4给出了国内外几个主要的塔式太阳能热发电站图9为北京延庆亚洲首座塔式太阳能热发电站。

图9  北京延庆亚洲首座塔式太阳能热发电站

(未完待续)

（御风）