聚焦型太陽(yáng)能熱發(fā)電(Concentrated solar power，CSP;Concentrated solar thermal)是一個(gè)集熱式的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)。它使用反射鏡或透鏡，利用光學(xué)原理將大面積的陽(yáng)光匯聚到一個(gè)相對(duì)細(xì)小的集光區(qū)中，令太陽(yáng)能集中，在發(fā)電機(jī)上的集光區(qū)受太陽(yáng)光照射而溫度上升，由光熱轉(zhuǎn)換原理令太陽(yáng)能換化為熱能，熱能通過(guò)熱機(jī)(通常是蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī))做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生的電力。
聚焦型太陽(yáng)能熱發(fā)電(CSP)不要與聚光光伏(CPV)混為一談。聚光光伏(Concentrator Photovoltaics ，CPV)是通過(guò)光生伏打效應(yīng)(photovoltaic effect)把聚光的太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電能。
聚光光伏(Concentrator photovoltaics ，CPV)是一種從陽(yáng)光中發(fā)電的光伏技術(shù)。與傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)不同，它使用透鏡或曲面鏡將陽(yáng)光聚焦到小型，高效，多結(jié)(MJ)的太陽(yáng)能電池上。此外，CPV系統(tǒng)通常使用太陽(yáng)能跟蹤器，有時(shí)還使用冷卻系統(tǒng)以進(jìn)一步提高效率。正在進(jìn)行的研究和開(kāi)發(fā)正在迅速提高其在公用事業(yè)規(guī)模領(lǐng)域和日曬程度較高的領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。
CSP聚光技術(shù)存在四個(gè)常見(jiàn)的形式，即拋物線(xiàn)槽型，斯特林碟型，聚光線(xiàn)性菲涅爾反射鏡型和太陽(yáng)能發(fā)電塔型。雖然簡(jiǎn)單，這些太陽(yáng)能集光器距離理論上的集光最大值還很遠(yuǎn)。
?、?拋物線(xiàn)槽型(Parabolic trough)。拋物線(xiàn)槽型的聚光鏡是由把反射光集中到焦線(xiàn)的一個(gè)接收器的拋物線(xiàn)反射鏡組成。接收器是在拋物面反射鏡的中間正上方的一個(gè)管子，并且管子中充滿(mǎn)了的工作流體。反射鏡通過(guò)沿單軸在白天跟蹤太陽(yáng)。在流經(jīng)接收器時(shí)，工作流體(例如，熔鹽)被加熱到150～350℃，然后將其用作發(fā)電系統(tǒng)用的熱源。拋物線(xiàn)槽型系統(tǒng)是最發(fā)達(dá)的CSP技術(shù)。
?、?斯特林碟型(Stirling dish)。聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電(CSP)-斯特林已知具有在所有太陽(yáng)能技術(shù)中最高的效率(30%左右，相對(duì)于太陽(yáng)能光伏PV的約15%)，以及被預(yù)測(cè)為能生產(chǎn)高規(guī)模化生產(chǎn)的所有的可再生能源中最便宜的能量和在炎熱地區(qū)，半沙漠等。蝶式系統(tǒng)利用大型拋物線(xiàn)曲面聚光反射鏡(形狀與衛(wèi)星電視碟相似)，將入射陽(yáng)光聚集在焦點(diǎn)處，在那里一個(gè)接收器捕捉熱量并將其轉(zhuǎn)換成有用的形式。通常是碟與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)被耦合在一個(gè)斯特林碟形系統(tǒng)，但有時(shí)蒸汽機(jī)也被使用。這些產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，可使用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
?、?聚光線(xiàn)性菲涅爾反射鏡型(Fresnel reflectors)。菲涅耳反射器是由許多薄的平面鏡條把太陽(yáng)光集中到管子上，其中管子通過(guò)被泵送的工作流體。平面鏡允許在相同的空間中有比一個(gè)拋物面反射器量更多的反射面，從而捕獲更多的可用的太陽(yáng)光，并且它們比拋物面反射器便宜得多。菲涅耳反射器可以用于各種大小的聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電。
?、?太陽(yáng)能發(fā)電塔型(Solar power tower)。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電是采用大量的定向反射鏡(定日鏡)將太陽(yáng)光聚集到一個(gè)裝在塔頂?shù)闹醒霟峤粨Q器(接受器)上，接受器一般可以收集100MW的輻射功率，產(chǎn)生1100°C的高溫。
太陽(yáng)能聚焦熱電站最多是美國(guó)、西班牙、以色列、南非等國(guó)家。
全球十大太陽(yáng)能聚焦熱電站
中國(guó)運(yùn)行的太陽(yáng)能聚焦熱電站集中在中國(guó)西部如青海、甘肅、內(nèi)蒙古等。
中國(guó)太陽(yáng)能聚焦熱電站
中國(guó)最大的太陽(yáng)能聚焦熱電站——首航節(jié)能敦煌塔式光熱發(fā)電
全球在建的裝機(jī)容量至少在50MW的太陽(yáng)能聚焦熱電站有7座，其中中國(guó)有5座。最大的是在阿聯(lián)酋迪拜—穆罕默德·本·拉希德·阿勒馬克圖姆太陽(yáng)能公園四期(Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park Phase IV)。中國(guó)在建的CSP如表。
中國(guó)在建太陽(yáng)能聚焦熱電站
另外，中國(guó)還有五座太陽(yáng)能聚焦熱電站已立項(xiàng)但尚未實(shí)施。
評(píng)論