文档介绍：太阳能
热发电系统
思考题
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,各有何优缺点?
目前可见到的发电类型
火力发电(煤发电、油发电)
最常见的,应用最广泛的,耗能最多的型式
水力发电三峡、丰满电站(纪念邮票)
要有自然资源、地域优势,人工建站,百年大计
三峡几十年筹划,高峡出平湖,百万移民,鱼鸟迁居,同时解决发电、航运、灌溉三大问题
核电站(秦山、大亚湾)
太阳能发电(光-热发电、光-伏发电)
潮汐能发电(要有自然资源、地域优势)
风力发电
太阳能热发电系统
通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能发电。
太阳能发电目前主要有两种基本途径: 一种是先将太阳辐射能转换为热能,然后再按照某种发电方式将热能转换为电能,即太阳能热发电;
另一种是通过光电器件直接将太阳辐射能转换为电能,即太阳能光伏效应发电。
这里先介绍一种少见的太阳能气流发电
太阳能气流发电
1978年,前联邦德国史兰赫博士的一个奇妙构思,在德国政府支持下,一个新奇的电站建成了,并获得试验成功。它为人类利用大阳能发电开辟了一条新的途径。史兰赫独辟蹊径的设计思想受到了人们的高度赞扬,在当代科学界传为美谈。
太阳能气流电站的中央,竖立着一个大“烟囱”。它是用波纹薄钢板卷制而成,,高200米,重约20万千克。在“烟囱”的周围,是巨大的环形曲面半透明塑料大棚。
太阳能气流发电
大棚的中央部分高8米,边缘高2米,周长252米。这个庞然大物是在金属骨架上装半透明塑料板制成的。在“烟囱’’底部安装有气轮发电机。
当大棚内的空气经太阳曝晒以后,其温度比棚外空气约高20℃。由于空气具有热升冷降的特点,再加上大“烟囱”向外排风的作用,就使热空气通过“烟囱”快速地排出,因而底部进风口抽力很大,流速很快,从而使设在“烟囱”底部的气轮发电机发电。
这座电站,白天可发电10万千瓦,夜间虽没阳光,但棚内空气温度高,仍可发电40千瓦。它的发电成本与核电站相近,相当低廉。
太阳能气流发电
气流电站的试验成功,鼓舞了史兰赫,并积累了经验。于是,他又提出了建造大规模太阳能气流电站的计划。
这个未来的气流电站,将要建在阳光充足、地面开阔的沙漠地区。它的发电能力预计为100万千瓦,“烟囱”高1000米以上,塑料大棚的直径则达10千米,并且使用寿命长达20年。太阳光透过半透明的塑料大棚,将其中的空气加热到20—50 ℃,使热空气以每秒20—60米的速度从“烟囱”排出。
太阳能气流发电
更为可贵的是,塑料大棚也可以利用起来作暖房,种植蔬菜和栽培早熟的农作物。
史兰赫将太阳能气流电站的设想变成现实,标志着人类利用太阳能的技术得到进一步的提高,并为利用和改造沙漠创造了良好的条件。
但沙漠地域建高塔有较大难度,如地基问题。
澳大利亚太阳能发电塔
澳大利亚计划建造一座高1 000 m的太阳能发电高塔,2005年交付使用。
该塔的主体部分是一个高达1 000 m的管道,底部塔身宽1 30 m,塔身周围是7X106平方米的温室,该发电塔的工作原理是:地面空气受到太阳光的照射变热后,被吸入塔管内,热空气沿着管道上升,带动管道内的涡轮发电机发电。
这座发电塔计划建在澳大利亚新威尔十州和维多利亚州交界处,建成后可以解决20万户居民的用电问题。。
本章将对太阳能热发电系统的工作原理、系统组成、基本类型及发展现状与未来展望等内容加以介绍。
太阳能热发电技术可分为两大类型:一类是利用太阳能直接发电,如利用半导体材料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。
但它们目前的功率均很小,有的仍处于原理性试验阶段,刚进入商业化应用,我们下一节介绍。