太阳能热发电设备的基本分类
前言
通过在网上阅读一些太阳能方面的零散信息及科普知识，我对太阳能热发电的基本原理及发电设备有了一定的掌握。下面，我就简单的做一下归纳。
太阳能热发电，也叫聚焦型太阳能热发电（简称CSP），通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。
概述
人类利用太阳能虽然已有3000多年的历史，但把太阳能作为一种能源和动力加以利用，却只有不到400年的历史。
目前，太阳能热发电的技术路线主要有四类：技术相对成熟、目前应用最广泛的抛物面槽式，效率提升与成本下降潜力最大的集热塔式，适合以低造价构建小型系统的线性非涅尔式，效率最高、便于模块化部署的抛物面碟式。
分类
太阳能热发电通常叫做聚光式太阳能发电，与传统发电站不一样的是，它们是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为（1）太阳能槽式发电；（2）太阳能塔式热发电；（3）太阳能碟式热发电。 槽式 碟式 独立的小型发电系统构成大型的中、高温过程热，联网发电高温过程热，联网运行（最联网电站（最高运运行（最高的单元容量为高的单元容量为10MW，另一的单元容量为25 80MW），总的装机容量为354 个10MW的电站正在建设）。 kW，目前设计的MW。 单元容量为10 kW）。 1.具有商业运行的经验（1.2×10 kWh），潜在的1.非常高的转化1.从中期来看具有高的转运行温度可达500°C(商业效率，峰值效率化效率和潜在的运行温度化运行的温度已达到30 %。 超过1000 °C（56 5°C在400°C)。 2.可模块化或联10MW的电站中实现）。 2.商业化的年净效率14 %。 合运行。 2.可高温蓄热。 3.最低的材料要求。 3.处于实验示范3.可联合运行。 4.可以模块化或联合运行 阶段。 可以采用蓄热降低成本。 导热油传热工质的使用限商业化的可行性处于实验示范阶段，商业化制了运行温度只能达到需要证实。大规的投资和运行成本需要证400 °C，只能停留在中温模生产的预计成实。 阶段。 本目标需要证实 塔式 发展状况 优点 缺点
槽式太阳能热发电
基本原理：
槽式系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内的传热工质加热产生蒸汽，推动常规汽轮机发电 简介:
槽式发电是最早实现商业化的太阳能热发电系统。下图为一个槽式太阳能热发电系统。它采用大面积的槽式抛物面反射镜将太阳光聚焦反射到线形接收器上，通
过管内热载体将水加热成蒸汽，同时在热转换设备中产生高压、过热蒸汽，然后送入常规的蒸气涡轮发电机内进行发电。槽式抛物面太阳能发电站的功率为10~1000 MW，是目前所有太阳能热发电站中功率最大的。通常接收太阳光的采光板采用模块化布局，许多采光板通过串并联的方式，均匀的分布在南北轴线方向。为了保证发电的稳定性，通常在发电系统中加入化石燃料发电机。当太阳光不稳定的时候，化石燃料发电机补充发电，来保证发电的稳定性和实用性。一些国家已经建立起示范装置，对槽式发电技术进行深入的研究。
发展历史：
早在1973年石油危机的前几百年就开始了利用太阳光开发可再生能源的研究工作了，石油危机的爆发触发了可再生能源的近代发展。最早的试验是19世纪60年代，Auguste Mouchout的以太阳能为动力的第一辆汽车，在一玻璃封闭的铁釜内生产蒸汽来驱动汽车。19世纪80年代，美国人John Ericsson采用槽式抛物面太阳能集热装置驱动了一台热风机。接着在20世纪初，AubreyEneas的第一辆商业化的太阳能汽车出现了。1907年，德国阿伦的Wilhelm Meier 博士和斯图加特的Adolf Remshardt，申报了一项用槽式抛物面太阳能集热装置生产蒸汽的专利，他们采用抛物槽式接受器吸收太阳辐射，直接产生蒸汽来发电。1912年Shumann和Boys在这个专利的基础上设计了一台用槽式抛物面太阳能集热装置生产蒸汽驱动45kW的蒸汽马达泵，集热装置长62m，光线总通径宽度4m，总通径面积1200 m。1916年德国议会还批准拨款20
万马克，在西南非洲领地进行槽式抛物面太阳能集热装置示范试验，遗憾的是由于第一次世界大战的爆发和近东地区石油的发现，阻碍了这项计划的实现。
1977年发生石油危机以后，对槽式抛物面太阳能集热装置的兴趣被重新激起。在这期间，美国能源部（DOE）和联邦德国研究和技术部都在资助装有槽式抛物面太阳能集热器的加热装置和水泵系统的发展。国际能源机构(IEM)的9个成员国共同参与了一项总功率为500kW示范试验，该示范试验项目于1981年投入运营；Acurex公司的10000m系统也于1977年至1982 年在美国的一台示范装置上装机使用。
1991年加利福尼亚的槽式抛物面太阳能热利用发电站的运营成功，促进了南欧和其他拥有丰富太阳辐射的发展中国家太阳能热利用计划的开展。1998年以来，由欧盟支持的DISS (Direct Solar Steam)计划和Euro Trough 计划，以及西班牙和摩洛哥研究计划，启动了欧洲槽式抛物面太阳能技术的发展。2000年德国联邦议会决定，为太阳能发电实施一项3年投资计划，计划资金的三分之二用于槽式抛物面太阳能热发电项目。
随着制造工艺的不断改进，建造费用由5976美元/KW降低到3011美元/kW，发电成本由26.3美分/KWh降低到了12美分/kWh。当发电成本降到8美分/KWh时，太阳能热发电可与常规矿物能源发电相媲美。随着热能存储设备的加入，可使槽式发电的效率比最初提高7%，可使一个80MW的发电站的光电转换效率达到13.8%。热能存储设备可以存储剩余的热量，保证发电的平稳，同时它也为独立的太阳能发电提供了保障 当前正在发展的技术方向为直接蒸汽（DSG）技术。典型的PTC发电厂动力范30-150MW，工作温度约为400°C。
塔式太阳能热发电
工作原理：
塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(接受器)上，接受器一般可以收集100MW的辐射功率，产生1100°C的高温。
发展历史：
1950年，原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置，对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为1MW的太阳炉。1980年美国在加州建成太阳I号塔式太阳能热发电站，装机容量10MW。经过一段时间试验运行后，在此基础上又建造了太阳II号塔式太阳能热发电站，并于1996年1月投入试验运行。
塔式太阳能热发电技术最初用蒸汽，它可以直接推动汽轮机发电；但是由于太阳能随气候变化不定，因此蒸汽参数很难控制，而且热量损失大。上世纪90年代初，美国发明了一种盐塔式太阳能热发电装置，它改用盐熔液作为热载体并建立了一个10MW实验电站，所用的盐熔体由硝酸钾、硝酸钠和氯化钠的混合物构成，价格低廉、热传导性良好，可以在常压下储存在大型容器里；但是由于熔盐有相对高的凝固点（120°C~140°C）所流经的管路在系统启动时要进行预热。上世纪80年代后期，还有人提出采用空气作为热载体；空气的热传导性虽然不好，但它的工作温度范围大、操作简单、无毒性，不仅能和蒸汽驱动的汽轮机相连，还可以直接利用高温空气驱动燃气轮机，效率更高；在这种方案中，聚焦的光线被投射到一种透气材料（例如一种金属丝编织物），空气从这种被加热的材料中通过，由于空气和这种集热材料的接触面很大，故传热很快，效率很高，而且可以把空气加热到700°C的高温。 在盐塔式太阳能热利用发电站里，熔盐通过泵从冷盐储存器输送到接受器中加热，温度从265°C升到565°C，然后送到热盐储存器里，通过热交换产生蒸汽，放热冷却后又重新回到冷盐储存器里。1996年至1999年间美国建造的两个10MW电站的运行结果表明，这种设备对技术故障的承受能力很差，但都能找到解决的办法。例如为防止腐蚀，在接受器管路中使用了新材料；又如盐循环系统中使用潜水泵可简化控制系统，减少价格昂贵且容易发生故障的阀门，保证排空系统正常运行，减少故障发生。这两个电站的定日镜由于长期使用和早期制造水平不高，目前已出现一系列