槽式太阳能热电站光污染问题分析

杜乐 刘慧

摘要：槽式太阳能热电站正常运行情况下会不可避免地产生光污染问题。本文分析了槽式太阳能热电站产生光污染的原因以及光污染对人和生态环境产生的影响。在槽式太阳能电站选址阶与运行阶段，分别提出了有效的光污染防治措施，为今后槽式太阳能热电站光污染防治提供了一定的参考依据。

关键词：槽式太阳能;光污染;防治措施

中图分类号：X502 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.018

Abstract：The problem of light pollution is inevitable in the normal operation of trough solar thermal power station.The causes and the effects of the light pollution on human and environments are analyzed in the paper. In the stages of site selection and operation of trough solar power station，effective light pollution prevention and control measures are put forward respectively，which provides a certain reference basis for light pollution prevention and control of trough solar power station in the future.

Key words：Trough solar;Light pollution;Prevention measures

光污染是指过量的光辐射对人类生产、生活以及生态环境造成不良影响的现象[1]。光污染对人类健康影响主要表现在损害眼睛，诱发癌症，产生不利情绪等方面;对环境的影响主要表现在由光污染引发的生态问题。槽式太阳能热电站是指利用反射太阳光加热导热介质进行热交换，从而实现发电目的的电站，因此，热电站正常运行情况下会不可避免的产生光污染问题。

1 槽式太阳能热发电工艺

1.1 发电系统简介

槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射鏡太阳能热发电系统，也简称为槽式镜像系统。它是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电的系统。槽式热发电技术优点为可以根据不同应用要求，灵活的采用串联和并联的方法，得到不同单机容量的机组，因此，是目前应用最多的一种形式，技术成熟度较高[2]。槽式太阳能热发电工艺如图1所示。

1.2 光热工作单元简介

槽式集热器将太阳光汇聚在焦线上，在焦线上安装真空集热管吸收聚焦后的太阳辐射能。真空集热管里的导热油被加热后，流经蒸汽发生系统加热水产生过热蒸汽，然后驱动蒸汽轮机发电或至储热系统储热。集热回路对太阳进行一维跟踪，集热器的聚光比约在60～80之间。

真空集热管由内部的不锈钢管和外层的玻璃管组成，在玻璃管和钢管之间抽真空，减少高温状态下的散热损失，不锈钢管的外表面镀有选择性吸收涂层，外层的透明盖层镀有减反膜，增加玻璃的透光率。

集热器单元由抛物型镜面及其扭矩框、支撑结构组成，单个集热器单元由30面反射内镜和30面反射外径构成槽型抛物面，反射镜固定在钢结构构成的扭矩框上。每个集热器单元上有6个真空集热管[3]。集热器单元示意如图2所示。

2 槽式太阳能热电站的光污染影响

槽式太阳能热电站集热场主要采用反射镜聚焦于集热管吸热。正常运行时，集热管聚集光线，会产生光的反射、折射、散射等现象，故集热管是引发光污染的主要部件。对于反射镜面，由于光线绝大部分被反射到集热管，故由反射镜面引发的光污染较轻。由槽式太阳能热电站引发的光污染，对站址附近的人群及鸟类等产生的影响，主要表现在以下三个方面：

2.1 对鸟类生存的影响

由于光是影响鸟类行为的重要因素，光污染对鸟类行为也会有许多不良影响。许多鸟类不仅靠光照确定生活节律，同样依据光线辨别方向。槽式太阳能发电装置产生的强光，会严重影响了候鸟飞行辨别方向的能力。对于飞入槽式太阳能装置附近的鸟类，强光会导致其眩晕并伤害了其视力与判断能力，太阳能装置周围的高温会致使鸟类灼伤而严重情况会导致其死亡。此外，强光会使鸟受刺激产生异常的举动，例如会出现众多的鸟类直击地面或者成群鸟类接连冲撞热电站的设备等情况。

2.2 对人类健康的影响

相关研究表明，人眼长时间受强光刺激，会引发视网膜水肿、模糊，严重的会破坏视网膜上的感光细胞，致使视力受损，还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状[4-5]。光照越强，时间越长，对眼睛的刺激就越大。槽式太阳能发电装置产生的强光，会引起人的头痛、疲劳、行为能力下降，增加压力和焦虑。槽式太阳能发电站产生的强光，不仅有损人的生理功能，而且对人的心理也有影响，会诱发癌症，产生不利情绪。

2.3 对电站周围交通安全的影响

槽式太阳能热电站运行期，集热器聚光反射镜组件会对周围区域尤其是场区附近交通道路上行驶车辆造成光污染影响。驾驶员眼睛受到强光照射会出现短暂性失明，极易引发交通事故，造成人身伤害。

3 槽式太阳能热电站的光污染治理措施

3.1 对槽式太阳能热电站的合理选址

在槽式太阳能热电站选址阶段，应掌握拟建站址附近鸟类的活动迁徙路线与活动区域。站址选择时应尽量避免位于鸟类迁徙通道上，避开鸟类集中觅食场、饮水场，以降低对鸟类生存的影响。此外，应征求当地规划部门、交通部门及生态环境保护部门的意见，热电站选址要远离集中居民区，远离现有的主要交通干线及其他特殊要求保护的区域，降低热电站建设对当地居民及生态环境的影响。

3.2 建立健全的检测与防治措施

针对槽式太阳能发电站的规模，对槽式太阳能产生的光强等级进行相应评估，确定光污染等级以及光污染的影响范围。在该影响范围内，可安装驱鸟装置，尽量让鸟类避开该区域;同时在该区域内安装监控设备并加强人员巡视，一经发现有鸟类误入该区域，及时进行驱赶，最大程度的减少对鸟类的影响。

对槽式太阳能发电站作业区的工作人员要进行定期培训，加强安全作业教育，强化作业人员安全意识。并要求作业人员要认真穿戴护目镜、防护服，减少在作业过程中强光产生的危害。此外，可在槽式太阳能发电站与居民区之间的合理位置设置遮光装置，减少光污染对电站周边居民的影响。

3.3 合理规划电站的交通道路

槽式太陽能热电站建设完工后，应合理规划热电站周边新建道路。可考虑在靠近太阳能热电站的道路一侧安装遮光板等防眩设施，并在汽车行驶区域采取设置提示与警示牌等防范措施，防止热电站光污染引发交通事故。

4 结论

槽式太阳能热电站产生的光污染问题已经引起业内人士的普遍关注，本文分析了槽式太阳能热电站产生光污染的原因以及光污染对人和生态环境产生的影响。在槽式太阳能电站选址阶与运行阶段，分别提出了有效的光污染防治措施，为今后槽式太阳能热电站光污染防治提供了一定的参考依据。

参考文献

[1]陈思礼.光污染对环境与健康的影响[J].中国热带医学，2007，7（6）：1005-1009.

[2]杨启岳，赵敏，周鑫发，林巍，张丽丽.热泵与太阳能利用技术[M]杭州：浙江大学出版社，2015.

[3]内蒙古电力勘测设计院有限责任公司.内蒙古乌拉光热太阳能热发电项目可研说明书[R].内蒙古：2019.

[4]魏会学.环保太阳能引发的光污染事件[J].城市开发，2012（13）：48-49.

[5]史敬军.太阳能光伏产业的污染及其防治[J].广东化工，2014，41（19）：123-124.

收稿日期：2019-11-17

作者简介：杜乐（1984-），男，硕士研究生，工程师，研究方向为火电厂及输变电工程环境影响评价工作。