分散式太陽能熱發電，又叫槽式發電，它採用大面積的槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦反射到線形接收器（集熱管）上，通過管內熱載體將水加熱成蒸汽，同時在熱轉換設備中產生高壓、過熱蒸汽，然後送入常規的蒸氣渦輪發電機內進行發電。
基本介紹
- 中文名：分散式太陽能熱發電
- 外文名：Distributed solar thermal power generation
- 別稱：槽式發電
太陽能熱發電,發電原理,發展研究,發展前景,實例,
太陽能熱發電
人類利用太陽能雖然已有3000多年的歷史，但把太陽能作為一種能源和動力加以利用，卻只有不到400年的歷史。自17世紀初以來可以按照太陽能利用發展和套用的狀況，把現代世界太陽能利用的發展過程大致劃分為8個階段。
近代太陽能利用的歷史，一般從1615年法國工程師所羅門，德·考克斯發明世界上第一台利用太陽能驅動的抽水泵算起；1901～1920年這一階段世界太陽能研究的重點，仍然是太陽能動力裝置。但採用的聚光方式多樣化，並開始採用平板式集熱器和低沸點工質；1921～1945年由於化石燃料的大量開採套用及爆發了第二次世界大戰的影響，此階段太陽能利用的研究開發處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目及研究資金大為減少；1946～1965年這一階段，太陽能利用的研究開始復甦，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，在太陽能利用的各個方面都有較大進展；1966～1973年此階段由於太陽能利用技術還不成熟，尚處於成長階段，世界太陽能利用工作停滯不前，發展緩慢；1973～1980年這一時期爆發的中東戰爭引發了西方國家的“石油危機”，使得越來越多的國家和有識之士意識到，現時的能源結構必須改變，應加速向新的能源結構過渡，客觀上使這一階段成了太陽能利用前所未有的大發展時期；1981～1991年由於世界石油價格大幅度回落，而太陽能產品價格居高不下，缺乏競爭力，太陽能利用技術無重大突破；1992年至今為第八階段，1992年6月聯合國“世界環境與發展大會”在巴西召開之後，世界各國加強了對清潔能源技術的研究開發，使太陽能的開發利用工作走出低谷，得到越來越多國家的重視和加強。
發電原理
分散式太陽能熱發電又叫槽式發電，是最早實現商業化的太陽能熱發電系統。它採用大面積的槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦反射到線形接收器（集熱管）上，通過管內熱載體將水加熱成蒸汽，同時在熱轉換設備中產生高壓、過熱蒸汽，然後送入常規的蒸氣渦輪發電機內進行發電。槽式拋物面太陽能發電站的功率為10~1000 MW，是目前所有太陽能熱發電站中功率最大的。通常接收太陽光的採光板採用模組化布局，許多採光板通過串並聯的方式，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發電的穩定性，通常在發電系統中加入化石燃料發電機。當太陽光不穩定的時候，化石燃料發電機補充發電，來保證發電的穩定性和實用性。一些國家已經建立起示範裝置，對槽式發電技術進行深入的研究。
發展研究
早在1973年石油危機的前幾百年就開始了利用太陽光開發可再生能源的研究工作了，石油危機的爆發觸發了可再生能源的近代發展。最早的試驗是19世紀60年代，Auguste Mouchout的以太陽能為動力的第一輛汽車，在一玻璃封閉的鐵釜內生產蒸汽來驅動汽車。19世紀80年代，美國人John Ericsson採用槽式拋物面太陽能集熱裝置驅動了一台熱風機。接著在20世紀初，AubreyEneas的第一輛商業化的太陽能汽車出現了。1907年，德國阿倫的Wilhelm Meier 博士和斯圖加特的Adolf Remshardt，申報了一項用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產蒸汽的專利，他們採用拋物槽式接受器吸收太陽輻射，直接產生蒸汽來發電。1912年Shumann和Boys在這個專利的基礎上設計了一台用槽式拋物面太陽能集熱裝置生產蒸汽驅動45kW的蒸汽馬達泵，集熱裝置長62m，光線總通徑寬度4m，總通徑面積1200 m。1916年德國議會還批准撥款20萬馬克，在西南非洲領地進行槽式拋物面太陽能集熱裝置示範試驗，遺憾的是由於第一次世界大戰的爆發和近東地區石油的發現，阻礙了這項計畫的實現。
1977年發生石油危機以後，對槽式拋物面太陽能集熱裝置的興趣被重新激起。在這期間，美國能源部（DOE）和聯邦德國研究和技術部都在資助裝有槽式拋物面太陽能集熱器的加熱裝置和水泵系統的發展。國際能源機構(IEM)的9個成員國共同參與了一項總功率為500kW示範試驗，該示範試驗項目於1981年投入運營；Acurex公司的10000m系統也於1977年至1982 年在美國的一台示範裝置上裝機使用。
1991年加利福尼亞的槽式拋物面太陽能熱利用發電站的運營成功，促進了南歐和其他擁有豐富太陽輻射的開發中國家太陽能熱利用計畫的開展。1998年以來，由歐盟支持的DISS (Direct Solar Steam)計畫和Euro Trough 計畫，以及西班牙和摩洛哥研究計畫，啟動了歐洲槽式拋物面太陽能技術的發展。2000年德國聯邦議會決定，為太陽能發電實施一項3年投資計畫，計畫資金的三分之二用於槽式拋物面太陽能熱發電項目。
隨著製造工藝的不斷改進，建造費用由5976美元/KW降低到3011美元/kW，發電成本由26.3美分/KWh降低到了12美分/kWh。當發電成本降到8美分/KWh時，太陽能熱發電可與常規礦物能源發電相媲美。隨著熱能存儲設備的加入，可使槽式發電的效率比最初提高7%，可使一個80MW的發電站的光電轉換效率達到13.8%。熱能存儲設備可以存儲剩餘的熱量，保證發電的平穩，同時它也為獨立的太陽能發電提供了保障。
發展前景
當前正在發展的技術方向為直接蒸汽（DSG）技術。典型的PTC發電廠動力範圍30-150MW，工作溫度約為400°C。
實例
實驗電站
亞洲首座太陽能熱發電實驗電站——歷經6年科研攻關和施工建設，我國首個、亞洲最大的塔式太陽能熱發電電站——八達嶺太陽能熱發電實驗電站在延慶建成，並於2012年8月成功發電。這也使我國成為繼美國、西班牙、以色列之後，世界上第四個掌握太陽能熱發電技術的國家。
作為國家“863”計畫重點項目，整個項目研發從2006年年底啟動，實驗電站部分於2009年7月破土動工。由於國內沒有先例，項目開始時沒有技術參數、設計規範，光是定日鏡的設計，就經歷了四代研究才最後定型。
該實驗電站位於八達嶺鎮大浮坨村，熱發電實驗基地占地208畝，基地內包括一個高119米的集熱塔和100面共1萬平方米的定日鏡。此次集熱塔正式竣工後，原來被放置在鋼塔上的吸熱器被成功安裝到集熱塔塔頂，正式投入使用。
2013年6月，該電站發電可併入國家電網。下半年，電站還將開始建設1兆瓦槽式熱發電系統，投入使用後，發電量將進一步增加。
