光热发电效率怎么样

来源:光热发电效率怎么样      发布时间:2023-10-24

光热发电是一种利用太阳能的热量来发电的技术,它通过各种镜面聚集太阳直射光,加热导热介质,再经过热交换产生高温蒸气,推动汽轮机发电。光热发电的优势在于可以利用储热系统实现24小时连续稳定发电,降低对电网的调节压力,同时也是一种清洁、可再生的能源。那么,光热发电的效率怎么样呢?


光热发电的效率主要取决于以下几个方面:

- 太阳辐射强度:太阳辐射强度越高,聚光效果越好,导热介质的温度越高,发电效率越高。一般来说,太阳辐射强度在1000W/m2以上时,光热发电才具有经济性。

- 集热系统类型:目前主流的集热系统类型有四种,分别是塔式、槽式、菲涅尔式和碟式。其中,塔式系统的聚光比和温度都比较高,可以达到600℃以上,发电效率也最高,一般在20%-34%之间;槽式系统的聚光比和温度都比较低,一般在300℃左右,发电效率在15%-20%之间;菲涅尔式系统和槽式系统类似,但结构更简单,成本更低,发电效率在10%-15%之间;碟式系统采用斯特林发动机进行热电转换,聚光比和温度都很高,可以达到800℃以上,但由于没有储能系统,只能在白天发电,且设备复杂,成本高昂,发电效率在25%-30%之间。

- 储热系统类型:储热系统是光热发电的重要组成部分,它可以将白天收集的热能储存起来,在夜间或光照不足的情况下释放出来继续发电。目前主流的储热系统类型有两种,分别是感应储热和相变储热。感应储热是利用导热介质(如熔盐、水、油等)在不同温度下具有不同的比热容来实现储能和释能;相变储热是利用导热介质(如硝酸盐、硫酸盐等)在固液相变过程中吸收或释放大量的潜热来实现储能和释能。感应储热的优点在于技术成熟、成本低、安全性好、循环寿命长;相变储热的优点在于单位质量的储能量大、温度稳定、体积小、效率高。一般来说,储能系统的效率在80%-90%之间。

- 发电系统类型:发电系统是利用导热介质加热水产生蒸汽,推动汽轮机带动发电机转动来产生电能的系统。发电系统的效率主要取决于汽轮机的类型和参数。目前常用的汽轮机有两种,分别是亚临界汽轮机和超临界汽轮机。亚临界汽轮机的工作压力低于临界压力(22.1MPa),工作温度低于临界温度(374℃),发电效率在35%-40%之间;超临界汽轮机的工作压力高于临界压力,工作温度高于临界温度,发电效率在40%-45%之间。


综上所述,光热发电的效率受到多个因素的影响,不同的技术路线和系统组合会有不同的效率水平。一般来说,光热发电的效率在10%-45%之间,高于光伏发电(约15%-20%),接近或超过火力发电(约30%-45%)。随着技术的进步和成本的降低,光热发电有望成为太阳能发电的重要方式之一。

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