槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)分析

摘要：槽式太陽能集熱系統(tǒng)在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域在實(shí)際使用中較為成熟，對(duì)于當(dāng)前的光熱轉(zhuǎn)化效率較高，所以在實(shí)際的使用過程中較為廣泛。對(duì)于當(dāng)前的槽式太陽能發(fā)電來說，對(duì)熱發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新研究決定著槽式太陽能的應(yīng)用與推廣，促進(jìn)新型清潔能源的有效利用，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)資源的合理利用與發(fā)展有重要的作用。

Abstract： The trough type solar heat collection system is relatively mature in the field of solar thermal power generation， and the current light-to-heat conversion efficiency is relatively high， so it is more widely used in the actual use process. For the current trough solar power generation， innovative research on thermal power generation systems determines the application and promotion of trough solar power. Promoting the effective use of new and clean energy plays an important role in promoting economic development and the rational use and development of ecological resources.

關(guān)鍵詞：槽式太陽能集熱系統(tǒng);熱性能;試驗(yàn)

Key words： trough solar heat collection system;thermal performance;test

中圖分類號(hào)：TM615?????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）28-0221-02

0? 引言

當(dāng)前全世界都面臨嚴(yán)重的能源和資源問題，對(duì)于相關(guān)的資源問題來說，其直接導(dǎo)致了全球污染嚴(yán)重、常規(guī)能源近乎枯竭。但是隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于能源的整體需求也在全面的增加，所以隨著社會(huì)的全面發(fā)展，全人類都已經(jīng)達(dá)成共識(shí)轉(zhuǎn)而使用相關(guān)能源來替代傳統(tǒng)的使用資源使用。在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展過程中，需要借助相關(guān)的科學(xué)技術(shù)來完成整體的創(chuàng)新研究，保證對(duì)目前的可再生資源進(jìn)行合理的使用，開發(fā)出利用太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)等可再生清潔能源的使用?？稍偕Y源的合理使用，借助太陽能完成社會(huì)多種功能的全面使用，最大程度的提升相關(guān)集熱系統(tǒng)，保證社會(huì)能夠得到整體的發(fā)展和進(jìn)步。

1? 太陽能發(fā)電技術(shù)

熱量傳遞是由于溫度差變化而導(dǎo)致的溫度逐漸變化，熱能會(huì)從溫度較高的物體轉(zhuǎn)移到溫度較低的物體。并且對(duì)于傳熱來說，其能夠從溫度較高的部分轉(zhuǎn)移到溫度較低的部分。熱量專業(yè)的現(xiàn)象較為遍及，其式樣為導(dǎo)熱、對(duì)流、輻照等特點(diǎn)。對(duì)于太陽能來說，其主要是由輻照完成的傳熱。隨著對(duì)于太陽能能源的全面研究，其已經(jīng)逐漸的形成相關(guān)的專業(yè)化研究，并且對(duì)于對(duì)太陽能的有效研究，在1981年以后美國(guó)和歐洲幾個(gè)國(guó)家開始研究有關(guān)的槽式太陽能集熱器并且投入了整體的使用，這也實(shí)現(xiàn)了相關(guān)槽式太陽能商業(yè)化應(yīng)用。

對(duì)于槽式集熱發(fā)電來說，其最為焦點(diǎn)的構(gòu)件就是集熱器。集熱器研究一向都是相關(guān)人員探索的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于具體工作來說，其首要的方向就是環(huán)繞如何能夠提高集熱器的熱頻率進(jìn)行開展，從整體的研究和探索來說，其關(guān)注重點(diǎn)就是在轉(zhuǎn)換過程中減少能量的損耗，避免不必要的能量損耗。

所以在目前的設(shè)計(jì)和研究過程中，需要提升質(zhì)料的傳輸反射性能、提升拋物面可以接受太陽能光照率的整體效果。以此來建設(shè)相關(guān)的太陽能槽式模。模子需要完成反射鏡、集熱管和支持架組成。反射鏡的主要作用能夠?qū)⑾嚓P(guān)的直射陽光完成相關(guān)轉(zhuǎn)向和集熱，而集熱管的主要功能就是將反射的陽光都進(jìn)行能量收集，對(duì)于支持架來說，其可以保證各個(gè)部門的穩(wěn)定性。全面的計(jì)算系統(tǒng)的熱頻率，尋找并且解決減少熱氣失的路子，以此提升吸熱頻率以及提升發(fā)電工作頻率。

2? 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)分析與研究

槽式系統(tǒng)主要由拋物線槽式、聚光鏡、集熱管等主要結(jié)構(gòu)組成，拋物聚光槽多是采用單軸跟蹤的方式追蹤著太陽運(yùn)行的軌跡。白天陽光直接照射到拋物線槽上，同時(shí)通過拋物方式完成整體聚焦，集熱管是相關(guān)的傳熱功能，通過對(duì)有關(guān)的傳熱工具進(jìn)行相關(guān)的傳輸，在此過程中能夠?qū)鳠峁べ|(zhì)被加熱到400攝氏度左右，讓其產(chǎn)生相關(guān)的高溫高壓蒸汽，借助相關(guān)的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)組發(fā)電。槽式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體簡(jiǎn)潔，同時(shí)成本也較低，對(duì)于土地的利用率也較高，并且裝配與維護(hù)也較為方便。并且對(duì)于當(dāng)前的導(dǎo)熱油工的槽式發(fā)電技術(shù)已經(jīng)較為成熟，所對(duì)于槽式系統(tǒng)來說，其是由多個(gè)槽式集熱系統(tǒng)相互串聯(lián)或者并聯(lián)形成，所以其能夠組成相對(duì)的大容量發(fā)電系統(tǒng)。熱集管當(dāng)中的工質(zhì)都是導(dǎo)熱油，但是隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工質(zhì)都可以完成相對(duì)的熔融鹽、水、空氣等物質(zhì)，目前使用的工質(zhì)主要分成兩種，其為導(dǎo)熱油和水，槽式技術(shù)按照相關(guān)的工質(zhì)不同分成不同的型號(hào)，其能夠完成呢過直接蒸發(fā)，以此來完成太陽能槽式集熱系統(tǒng)建設(shè)。

3? 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

反射的太陽能越強(qiáng)，其收集的有關(guān)熱量與熱能較多。整體的發(fā)電效率也較高。而在整個(gè)過程中提升反射效率才是保證太陽能發(fā)電整體效率得到提升，所以對(duì)于當(dāng)前的槽式太陽能設(shè)計(jì)來說，為了保證其相關(guān)的供電效率，所以在有關(guān)設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)配置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并且將有關(guān)的反射鏡裝配好，同時(shí)相關(guān)的反射面積也是一個(gè)固定因素，需要全面的裝配。對(duì)當(dāng)前的反射配置來說，其具體反射面積都是固定的，所以對(duì)于有關(guān)的反射效率影響不大，在相同條件與因素情況下，反射質(zhì)料才是較為重要的研究因素之一，不同質(zhì)料直接影響了不同的反射效果，因此對(duì)于質(zhì)料的整體選擇才是較為重要的方向之一，針對(duì)不同的實(shí)際情況選擇不同的使用質(zhì)料，讓其能夠保證整體熱量收集效率，并且合理調(diào)試有關(guān)的集熱器，讓能夠保證成為全面的有效光，最后只有符合相關(guān)反射集熱器上的光才能起到整體的供熱效果，最大程度提升發(fā)電效率。

陽光的收集需要通過相關(guān)裝置完成反射之后才能夠進(jìn)行整體的使用，所以這一階段被稱之為反射階段，而在整體反射過程中需要全面的完成有關(guān)的計(jì)算，綜合確保提升反射質(zhì)量。所謂相關(guān)的聚光比是指吸收器上匯聚的太陽能整體比例，對(duì)于太陽能發(fā)電來說陽光匯聚越充足，其整體的工作效率越好，供電效果也會(huì)越好，可以通過調(diào)節(jié)拋物面的發(fā)射鏡口面積和吸收管表面積的方式來完成整體的陽光匯聚和輻照強(qiáng)度來進(jìn)行合理的調(diào)整，讓其能夠符合當(dāng)前的具體使用需求，通過對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的全面調(diào)節(jié)，可以最大程度的保證相關(guān)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提升，并且讓其可以符合設(shè)計(jì)的發(fā)展要求。

針對(duì)太陽能照射來說，按照照射地區(qū)的不同可以分成四個(gè)地區(qū)，第一為陽光掩蔽區(qū)，其是部分地區(qū)溫度突然下滑的地區(qū)。第二為相關(guān)熱氣密度逐漸提升區(qū)域，其能夠?qū)⒎瓷涔庠鲞M(jìn)，保證部分的熱氣濃度能夠隨著圓周角的變大而加大。第三為熱氣密度的衰減地區(qū)，其相關(guān)的反射光會(huì)減少，周圍的相關(guān)熱量流動(dòng)密度會(huì)降低。第四陽光直射地區(qū)，此地區(qū)能夠保證陽光直射產(chǎn)生的作用，所以其整體的熱氣量會(huì)較大。因此針對(duì)不同的地區(qū)完成有關(guān)建設(shè)，可以最大程度的讓其符合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)需求，并在當(dāng)前的相關(guān)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)多元化的設(shè)計(jì)完成整體安排。

4? 槽式太陽能熱發(fā)電在中國(guó)發(fā)展?jié)摿?/p>

4.1 政策支持

世界范圍來看，從美國(guó)到歐洲，都將太陽能熱發(fā)電作為未來替代能源的關(guān)鍵候選之一。根據(jù)美國(guó)加州的計(jì)劃，到2030年，新能源發(fā)電容量中太陽能熱發(fā)電與光伏發(fā)電的比例將達(dá)到4：1，而在太陽能熱發(fā)電中槽式技術(shù)又占相當(dāng)高的份額。2011年中國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》第五項(xiàng)新能源中，把太陽能熱發(fā)電集熱系統(tǒng)放在了突出的位置。[1]

4.2 優(yōu)越的建設(shè)條件

槽式太陽能熱發(fā)電推廣應(yīng)用需要良好的光照資源、開闊的土地資源、良好的交通與電網(wǎng)條件。在中國(guó)幾乎沒有任何商業(yè)投資價(jià)值的內(nèi)蒙古、甘肅等沙漠地帶的土地卻為太陽能熱發(fā)電的推行提供了很好的發(fā)展空間，這些地區(qū)具有良好的太陽能輻射資源以及土地、電網(wǎng)交通條件。所以，太陽能熱發(fā)電在中國(guó)是較具有發(fā)展前景的一種有效利用太陽能方式。盡管太陽能熱發(fā)電在中國(guó)剛剛起步。發(fā)展也落后國(guó)外十幾年，但可以預(yù)見，太陽能熱發(fā)電的發(fā)展指日可待。[2]

4.3 成本降低空間巨大

一個(gè)產(chǎn)業(yè)的崛起，首先是成本的降低。適用于槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)在中國(guó)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)土地的廉價(jià)性將直接降低這個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本。從理論上講，采用槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)，可以避免光伏發(fā)電中昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，大大降低太陽能發(fā)電的成本。太陽能熱發(fā)電的原材料包括玻璃、鋼鐵、導(dǎo)熱介質(zhì)和儲(chǔ)熱材料。在中國(guó)都具備，所需工作是對(duì)這些材料進(jìn)行改性，比如減少玻璃中的鐵含量、增加玻璃的透光率、選擇儲(chǔ)熱成本低于電價(jià)的儲(chǔ)熱材料等。[3]

4.4 完善的評(píng)價(jià)與引導(dǎo)機(jī)制

就目前的槽式太陽能整體建設(shè)來說，需要對(duì)有關(guān)的體系進(jìn)行合理有效的評(píng)價(jià)和制定，最大程度的滿足當(dāng)前整體使用需求，同時(shí)針對(duì)目前的太陽能相關(guān)建設(shè)來說，需要建設(shè)一個(gè)整體并且完善的相關(guān)評(píng)價(jià)體系，而整個(gè)評(píng)價(jià)過程中需要最大程度的利用寶貴太陽能資源來進(jìn)行合理的使用，就太陽能來說需要圍繞太陽能進(jìn)行一個(gè)整體的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)建設(shè)，在建設(shè)設(shè)計(jì)方案的制定過程中，第一需要針對(duì)不同區(qū)域和類型的地域建筑進(jìn)行分析，合理的使用計(jì)算機(jī)模擬軟件，整體的對(duì)能源利用體系來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

以當(dāng)前的整體評(píng)價(jià)來說，太陽能利用示范導(dǎo)向和相關(guān)的稅收等激勵(lì)政策，針對(duì)高層住宅實(shí)施全面的稅收激勵(lì)政策，對(duì)能源的投資使用進(jìn)行合理有效的提升，針對(duì)相關(guān)的研究來說需要制定激勵(lì)政策，最大程度的拓寬資金渠道，可以使用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)來完成實(shí)際建設(shè)，而在目前的管理過程中，各種資料需要進(jìn)行有效研究保證相關(guān)設(shè)計(jì)能夠得到全面提升，對(duì)各種數(shù)據(jù)直接融入到建筑體系當(dāng)中，完成新型專業(yè)納入建筑體系當(dāng)中。

5? 總結(jié)

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平也在不斷的提升，所以當(dāng)前對(duì)于整體資源的使用效率也在全面的增加。在目前的社會(huì)發(fā)展過程中，全面的對(duì)自然資源有效合理的使用，提升太陽能的綜合使用效率，槽式太陽能發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用，在不斷的更新優(yōu)化中，進(jìn)一步的減少成本的投入，并且最大程度的保證太陽能合理使用，滿足社會(huì)發(fā)展的使用需求，促進(jìn)中西部地區(qū)自然資源轉(zhuǎn)化，全面的提升太陽能的使用效果。

參考文獻(xiàn)：

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[7]鞏璽.我國(guó)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景淺析[J].太陽能，2017（11）.

作者簡(jiǎn)介：胡橋（1984-），男，江蘇宿遷人，研究生，工程師，研究方向?yàn)樘柲軣岚l(fā)電技術(shù)應(yīng)用。