光热发电是一种将太阳能转化为热能,再将热能转化为电能的技术。其原理主要基于光-热转换和热-电转换两个过程。
光-热转换
聚光系统:通过反射镜、透镜等光学元件,将太阳光汇聚到一个点或多个点,形成高温焦点。
吸热体:在焦点处,太阳光被吸收并转化为热能。通常使用具有高吸收率的材料,如高效率吸收体。
传热介质:吸收的热量通过导热传递到传热介质,通常是水或其他流体,使其加热到高温状态。
热-电转换
热能转换装置:高温的传热介质进入蒸汽发生器或热交换器,产生高温蒸汽。
汽轮机:高温蒸汽推动汽轮机旋转,汽轮机与发电机同轴连接,通过机械能转化为电能。
发电:汽轮机带动发电机旋转,通过电磁感应产生电能。
光热发电的类型
光热发电主要有以下几种类型:
塔式光热发电:利用定日镜将太阳光反射到集热塔顶端的吸热器上,加热熔盐,产生蒸汽驱动汽轮机发电。
槽式光热发电:通过槽面反射太阳光加热集热管中的热油(热熔盐),再通过热交换将水加热产生蒸汽发电。
菲涅尔式光热发电:使用线性菲涅尔反射镜将阳光反射到上方的二次聚光器,再汇聚到热吸收管加热水产生蒸汽发电。
碟式光热发电:利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,驱动汽轮机发电。
总结
光热发电通过高效地捕获和利用太阳能,将其转化为热能,再驱动发电机组产生电能,具有清洁、可再生的特点。其核心技术包括聚光系统、热能转换装置和汽轮发电机等,不同的光热发电类型在结构和效率上有所不同,但基本原理相同。