[科普中国]-集中式太阳能热发电

集中式太阳能热发电(solar thermal eentral receiver system)利用光学系统聚集太阳辐射能t，用以加热工质的发电方式。它是在很大面积的场地上，装有许多台大型反射镜，通常称之为定日镜 (h eliostat)，侮台都各自配有跟踪系统，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接收器上，因此又称为塔式太阳能发电(501，rtower).接收器上的聚光倍率可超过100倍。

简介作为清洁能源，太阳能热发电站对环境的贡献值得重视。在过去的一个世纪中，煤炭、石油、天然气等化石能源的开发与利用揭开了大工业时代的序幕，百年前后人类总的年能源供应量增长了近10倍。然而，无节制的资源开发和低效的能源利用造成了大量的资源浪费与日益严重的生态环境污染，人类的生存空间受到了极大威胁，在新的世纪里，能源科学不得不同时面对资源短缺与环境污染的双重压力，因此，人们逐渐将目光转向可再生资源的利用上。

在2012年，亚洲首个兆瓦级塔式太阳能热发电站中科院八达岭太阳能热发电实验电站拔地而起。项目的实施使我国掌握了具有完全自主知识产权的太阳能塔式热发电技术，使我国太阳能热发电技术步入世界先进行列。6年奋战，项目经历了从材料到系统集成的太阳能热发电完整技术链，从而拉动了我国塔式太阳能热发电技术体系和产业体系的建设1。

基本原理集中型太阳能热发电系统也称塔式太阳能热发电系统。它是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定一个吸收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电。即塔式太阳能热发电系统是利用众多的平面反射阵列，将太阳能辐射反射到置于高塔顶部的太阳接受器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能。显然，阵列中的平面反射镜数目越多，则其聚光比越大，接收器的集热温度也就越高2。

系统组成整个系统由4各部分构成：聚光装置、集热装置、蓄热装置和汽轮机发电装置，主要包括定日镜阵列、高塔、吸热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮机发电机组等。

集中型太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机机组发电。汽轮机乏汽经冷凝器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热罐中，再送回吸热器加热。

定日镜定日镜主要由平面反射镜与跟踪机构组成。反射镜可由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造，反射镜安装在反光镜托架上。

大型定日镜面积达百平方米以上，由多块平面镜拼成，对于超大定日镜上的多块镜面可略摆成抛物面状，便于集中太阳光。

定日镜的面积相比定日场是很小的，而且距接收器又远，要把阳光准确反射到接收器必须准确的跟踪定位，定日镜一般采用双轴跟踪结构，控制方法用传感器跟踪与视日跟踪法并用。每个定日镜都有独立的跟踪系统，勿需集中控制3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学