文档介绍：大规模塔式太阳能发电大规模塔式太阳能发电
一一、、塔塔式式太太阳阳能能发发电电核核心心技技术术
二、跳出局外寻求整体解决方案二、跳出局外寻求整体解决方案
三、三、多塔集群式太阳能发电构想多塔集群式太阳能发电构想
四、四、塔塔式式太太阳阳能能模模电电站站
五、能五、能源源形形势势
六、太六、太阳阳能能行行业业发发展展前景前景
1
一、一、塔式太阳能发电核心技术塔式太阳能发电核心技术

目前, 塔式太阳能光热发电系统,简称塔式发电。如下面图 1所
示,由地面上几百台至千余台定日镜,共同组成对太阳运动进行连续
跟踪。并将定日镜群所反射出来的太阳光,准确无误地聚焦到高塔顶
端的接收器上。这样就可以利用在接收器上,所获取的高温太阳能,
直接对接收器管道内的流动性工质,进行加热升温。工质种类可以是:
水、导热油、熔盐、空气等。如图 1所示,工质以水为例,当水被加热
升温到几百度之后,就被送往高温储罐内储存。在需要发电之时,由
水蒸汽发生器生成高压蒸汽。随后,送往蒸汽轮机发电机组进行发电。
发电后的余热蒸汽,输送到冷凝器中冷却成水后,再送回到低温储罐
储存。到此,就完成了一个工质循环周期。这就是目前国际上,所进
行的塔式太阳能光热发电的过程原理。
2
B●塔式太阳能光热发电过程原理图
图1 3
C●塔式太阳能光热发电核心技术
目前,在塔式太阳能发电系统中,还存在两个关键性技术难题,一直久攻不下。
其一,是定日镜远距离跟踪技术。它的实施难度在于:如何在低成本条件下,实现远
距离高精度精确跟踪。由于是远距离跟踪,对定日镜而言,任何微小的传动间隙,都
将造成反射光线在到达几百米远处的靶目标之后,出现如图 2所示情形。即在风力推
动下,光斑晃动经常脱离靶目标,结果造成聚焦温度急剧下降。因此,客观要求定日
镜超低速跟踪传动系统,其多级齿轮减速传动,必须达到无间隙传动标准。显然,这
是一道加工制作攻坚难题。在现实制作中,为了达到齿轮无间隙传动要求,就必须采
取最极致精密的加工制作手段。然而,在提高齿轮制作精度的同时,所付出的成本代
价,却高的惊人。由于传动系统造价过高,导致定日镜价格,远远背离市场需求。可
是,离开齿轮传动,又别无他法可求。
4
图2 图3 混合传动方式
为了降低跟踪成本。目前,定日镜二维跟踪传动模式。如图 3所示,普遍采取混
合传动方法。即水平方位角采用齿轮无间隙传动,垂直高度角采用丝杆伸缩传动。丝
杆伸缩传动成本虽低。但因丝杆伸缩传动属于非线性跟踪。由于它的运动数学模型不
规范,导致数字化电气跟踪实施难度增大。并造成二维跟踪控制无法统一。由于丝杆
伸缩传动,还存在转动范围偏小,造成定日镜反光镜面无法向下翻转。这对定日镜的
镜面保护极为不利,不能避开:沙尘、风暴、雨雪、冰雹来袭。因此,这种定日镜无
法适应在沙漠气候条件下运行工作。
为了摊薄传动系统制作成本;为了进一步扩大塔式太阳能发电规模。不得不将定
日镜的面型尺寸造得十分巨大。目前,单台定日镜面积,已扩展到一百多平方米。这
样做的结果,势必带来抗风不利,造成定日镜支撑耗材和基础设施大量增加。由于每
台大型定日镜,都是由数十面分镜组成。一座大型定日镜场,若安装一千多台定日镜。
就需要面对数万面分镜,在野外半人工高空作业条件下,对大型镜面逐一进行吊装操
作,和完成精确定位及跟踪校准。其繁琐程度和工作量之大,是可想而知的。因此,
推行大型化定日镜和高塔建造,不仅需要消耗大量的人力、物力、财力、运力。而
且,受安装条件限制,工程进度,十分缓慢;安装效率,难以提高。
总之,为了提高定日镜跟踪精度及降低跟踪成本。六十多年来,人们不懈做出各
种努力,尝试过许多办法。但是,效果却不尽理想。目前,定日镜传动系统制作成本
依然很高,竟高达定日镜造价的百分之五十左右。由于定日镜占整个塔式发电系统设
备比重很大。因此,定日镜造价过高,是导致塔式发电成本,一直居高不下的主要原
因之一。所以,定日镜跟踪技术,是塔式发电的核心技术;是开启市场化大门的密钥。
5
其二,是塔式发电规模化的问题。众所周知,发电规模越大,发电成本就越低。
只有当太阳能发电达到一定规模时,才具备市场开发潜力。而理想的发电规模,须在
300M瓦以上。这相当于定日镜场扩建规模,若按目前定日镜分布密度,来进行测算镜
场面积的话,则需要达到二十几平方公里。而目前世界上,最大的定日镜场建成面
积,还不足半平方公里。显然,这与理想扩容目标,相去甚远。究其主要原因,是因
为当定日镜场扩建规模,达到一定程度之后。各种镜场不利参数制约,就会接踵而至。
结果造成整体效率,呈现