2022年太阳能光热利用预可研报告借鉴 .pdf
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1、太阳能光热利用预可研报告编制单位: xx 公司 编制时间: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 15 页 - - - - - - - - - 目录一、太阳能利用的背景和意义 . 1二、国际太阳能光热发展与利用现状 . 2三、国内太阳能光热利用现状与发展趋势 . 3四、太阳能光热利用几种方法 . 4五、新型传导式太阳能光热利用装置 . 7六、运行效果和商用推广预测 . 11名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
2、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 15 页 - - - - - - - - - -1- 一、太阳能利用的背景和意义随着社会的发展,能源问题也日益突出,各国纷纷开始努力寻求新能源。能源在人类的生存发展中有着举足轻重的作用,对经济的进步起到了促进作用。社会的可持续发展离不开有力的能源保障,而我国长期存在能源需求与供给的矛盾,要解决这个问题,需要提高能源利用效率以及调整能源结构,大力发展可再生能源。太阳能在我国以及全世界都是最丰富和可广泛获取的可再生能源形式据估算,我国每平方米土地每年接受太阳辐射能量为3340-8400MJ ,太阳能储量达每年1.7
3、105亿 t 标准煤,因此太阳能的有效利用可以缓解能源紧缺的现状。同时,太阳能利用系统不耗用化石能源,无污染物排放,是节能环保的清洁能源系统。因此在21 世纪开发太阳能和其它可再生能源是未来发展的必然趋势。 最近这几年我国对可再生能源与新能源的应用和开发进行了积极的倡导和宣传,对其发展也制定了相关规划。在可再生能源法和可再生能源发展规划的推动下,计划可再生能源的消耗在2020 年达到总能源消耗的15,并规划将太阳能的发展作为发展可再生能源的重要技术方向,将太阳能热利用放在新增的新能源门类中的鼓励类突出位置。2012正式发布了由国家能源局编制的可再生能源发展“十二五”规划,此规划对可再生资源未来
4、的发展提出了非常具体的策略,对其发展的目标和任务都进行了非常明确的描述,希望到“十二五”末期,太阳能在光热利用方面累计集热面积达到四亿平方米。鼓励可再生能源发展政策的制定和实施,对我国可再生能源发展步伐起到了推进的作用,促进了太阳能光热利用技术在我国的推广与应用。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 15 页 - - - - - - - - - -2- 二、国际太阳能光热发展与利用现状太阳能热发电是刚开始产业化的太阳能利用技术,具有清洁高效、稳定可靠等特点,随
5、着技术进步和产业体系的完善,将会逐步提高其技术和经济优势,成为太阳能利用的重要方式。与光伏发电相比,太阳能热发电技术,首先避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,因此可大大降低整个发电成本。此外,太阳能热发电技术中的“蓄电”环节,可以将获得的热能通过介质储存在巨大的容器中,可以保证在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮机发电,电压稳定。而光伏发电却难以摆脱“看天吃饭”的尴尬。 在国际上,大力推进太阳能热发电的项目诞生于2009 年 7 月,这一号称欧洲沙漠行动的行动,计划在未来10 年内投资4000 亿欧元,在中东及北非地区建立一系列并网的太阳能热发电站,来满足欧洲15% 的电力需求以及电站所在地的部分电
6、力需求。据有关数据显示,2010年底全球已并网的光热电站总装机容量达到1.27GW ,其中美国占35% ,西班牙占59%; 而 在 建 的 装 机 容 量 高 达1.93GW, 规 划 中 的 装 机 容 量 达 到 了17.53GW ,其中北美(以美国为主)占56% 、欧洲(以西班牙为主)占27% 、中东(以色列为主)占6% 。据预测,到2020 年全球太阳能热发电(CSP )装机将超过42GW ,可推算未来10 年年均建设规模为4GW 。到2030 年太阳能热发电装机将占总装机的3% 3.6%,假定2030 年累计装机为 6.2TW ,CSP 装机约为200GW ,按照2500 美元/kW
7、 建造成本计算,潜在产业规模约为3.2 万亿元,万亿元产业正在成形。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 15 页 - - - - - - - - - -3- 三、国内太阳能光热利用现状与发展趋势中国太阳能光热利用市场开发较早,但是大部分处于技术门槛较低的太阳能低温利用阶段,比如太阳能热水器等,太阳能的利用效率非常低,对降低国民经济能耗作用十分有限。 如今建筑节能已经成为我国节能减排的重要目标,“近零能耗建筑”已经成为国际新的发展趋势,可再生能源建筑一体化是必
8、然发展方向。有数据显示,在建筑总能耗中,使用能耗约为建筑能耗的15 倍左右,供暖能耗又几乎占总使用能耗的35% ,因此我国太阳能采暖商业化、规模化前景十分广阔。 近年来国家积极倡导对包括风力、太阳能等可再生新能源的开发利用,以减轻对矿物燃料的依赖。此前发布的“十二五”发展规划,明确提出大力发展和扶持包括太阳能在内的新能源产业和产品的战略目标,计划到 2015 年,中国将形成500 万千瓦的并网太阳能发电能力。而在2012 年国内首座中科院电工所八达岭1MW 塔式光热示范电站成功投入运行,2013年青海中控太阳能的柴达木盆地德令哈50MW塔式光热电站也并网运行,标志着我国自主研发的太阳能光热发电
9、技术进入初级商业化运行阶段。中国光热发电技术成为鼓励项目,但仍处于起步阶段。中国通过973、863计划对光热发电进行了基础研究和示范项目,光热发电已被列入产业结构调整指导目录2011 版。据有关专家预测,20112015年主要为技术验证和商业化起步阶段,20152020年为商业化规模化建设阶段,2020年后进入飞速发展阶段,预计光热发电造价将降低到1 万元/kW,届时光热发电将如同现在的风电。 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 15 页 - - - - -
10、- - - - -4- 四、太阳能光热利用几种方法1. 平板式太阳能光热利用 平板式集热器是在平板金属或者吸热管表面涂黑色材料,吸收阳光将其转化为热能,获得100以下的热水或热空气,传输出去供生活或工业使用。这种方式利用的是太阳的平射光和散射光,没有聚光功能,能流密度小,只能获得低温热量,光热转换效率约为2035% ,当处于阴雨天气或冬季气温低的时候,经常无法使用或损坏,太阳能未能充分转化利用。 2. 蝶式太阳能光热利用 蝶式系统也称盘式系统。主要特征是采用盘状抛物面镜聚光集热器,其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器,其聚光比可以高达数百到数千倍,因而可
11、产生非常高的温度。这种系统可以独立运行,作为无电边远地区的小型电源,一般功率为1025kW ,聚光镜直径约为1015m ;也可把数台至十数台装置并联起来,组成小型太阳能热发电站,用于较大的用户。 蝶式太阳能光热发电系统 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 15 页 - - - - - - - - - -5- 3. 塔式太阳能光热利用 塔式系统又称集中型系统,它是在很大面积的场地上装有许多台大型反射镜,通常称为定日镜,每台都各自配有跟踪机构,准确地将太阳光反射集
12、中到一个高塔顶部的接收器上,接收器上的聚光倍率可超过1000倍,在这里把吸收的太阳光能转换为热能,可获得500以上的高温热量。再将热量传给用蒸汽或导热油传输,利用熔盐作为储热介质经进行蓄热,再输入热动力机,膨胀做功,带动发电机,最后以电能的型式输出。1982 年 4 月,美国在加州南部Barstow附近的沙漠地区建成一座称为“Solarone ”的塔式太阳能热发电系统,该系统的反射镜阵列,由1818面反射镜环和包括接收器总高达85.5m 的高塔排列组成。起初采用水蒸汽系统,发电功率为10MW ,1992年装置经过改装,用于示范熔盐接收器和蓄热装置,由于增加了蓄热装置,使太阳塔输送电能的负荷因子
13、可高达65% ,熔盐在接收器内由288加热到565, 用于发电。以后又建设了“Solartwo ”系统,并于1996 年并网发电。该电站在运行3 年后进行了评估,其发电实践证明了熔盐技术的正确性,并促进了30200MW塔式系统的商业化进程。 塔式太阳能光热发电系统 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 15 页 - - - - - - - - - -6- 4. 槽式太阳能光热利用 是最早商业化的太阳能光热利用方式,利用槽形抛物面反射镜将太阳光聚焦以2080倍的聚
14、光比聚焦到线性焦点附近的集热器上,获得300以下的中温热量并对传热工质加热 , 在换热器内产生蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电的系统。其特点是聚光集热器由许多分散布置的槽形抛物面镜聚光集热器串、并联组成,载热介质在单个分散的聚光集热器中被加热或形成蒸汽汇集到汽轮机,或者汇集到热交换器,把热量传递给汽轮机回路中的工质。美国与以色列联合的LUZ 公司于1980 年开始研制开发槽式线聚焦系统,5年后实现了产品化,可生产1480MW的系列化发电装置。该公司于19851991年间先后在美国加利福尼亚州南部的Mojave 沙漠地区建成的9 座大型商用槽式抛物面镜线聚焦太阳能热发电系统(SEGS SEGS )
15、, 是这一类型的典型。这9 座电站的总容量为354MW ,年发电为10.8 亿 kW h,且均与南加州爱迪生电力公司联网。随着技术的不断提高,其系统效率已由初始的11.5%提高到13.6%,建造费已由5976 美元/kW下降到3011 美元/kW,发电成本已由26.3美分/(kWh)下降为12 美分/(kWh)。虽然槽式太阳能光热利用有着一定程度的聚光能力,但是热量传输与储存仍然是其难以妥善解决的问题,集热管的关键技术尚未国产化。 槽式太阳能光热发电系统 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
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