中国太阳能热发电行业蓝皮书(2025)
根据《聚光型太阳能热发电术语》国家标准,太阳能热发电是将太阳辐射转化为热能,通过热功转换过程发电的系统[1]。太阳能发电也被简称为光热发电或光热,其名称的英文表达为 Concentrating Solar Power 或 Solar ThermalElectricity,英文简写为 CSP 或 STE。太阳能热发电站一般由集热系统、储热换热系统和热-功-电转换系统三部分组成。
太阳能热发电聚光形式主要包括塔式聚光、槽式聚光、线性菲涅尔式聚光、碟式聚光、轮式聚光、旋转塔式聚光、二次和多次反射式聚光、透射式聚光等八种。其中,塔式和碟式为点聚焦,槽式和线性菲涅尔式(简称:线菲式)为线聚焦。太阳能热发电系统可采用不同的传热流体作为吸热介质,商业化应用最多的主要有二元硝酸熔融盐(60%硝酸钠和 40%硝酸钾的熔融态混合物)和导热油(联苯-联苯醚混合物)。不同传热流体、不同聚光形式的太阳能热发电系统运行原理如下所述。其中,以熔融盐作为传热流体的塔式技术、以导热油作为传热流体的槽式技术,以及以熔融盐作为传热流体的线性菲涅尔技术都是当前商业化应用较多的太阳能热发电技术。
熔融盐塔式太阳能热发电系统主要由定日镜、吸热塔、吸热器、高低温熔融盐储罐、蒸汽发生器和汽轮发电机组等组成。其基本运行流程是:以吸热塔为中心分布的定日镜,通过跟踪太阳,将太阳直射辐射反射汇聚到吸热塔顶部的吸热器上;液态的二元硝酸低温熔融盐在冷盐泵驱动下,流经吸热器吸收热量,被加热的熔融盐流入高温熔盐罐中储存;需要发电时,储存的高温熔融盐与水在蒸汽发生器换热后产生高温高压蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。蒸汽发生器放热后的熔融盐送至低温熔盐罐存储,再循环至塔顶的吸热器吸收热量,循环往复。在熔融盐塔式技术中,储热单元将太阳能集热与发电部分解耦,熔融盐既是传热流体也是储热介质。
