槽式太阳能热发电系统分析

摘要：槽式太阳能集热系统在太阳能热发电领域在实际使用中较为成熟，对于当前的光热转化效率较高，所以在实际的使用过程中较为广泛。对于当前的槽式太阳能发电来说，对热发电系统的创新研究决定着槽式太阳能的应用与推广，促进新型清洁能源的有效利用，对推动经济发展与生态资源的合理利用与发展有重要的作用。

Abstract： The trough type solar heat collection system is relatively mature in the field of solar thermal power generation， and the current light-to-heat conversion efficiency is relatively high， so it is more widely used in the actual use process. For the current trough solar power generation， innovative research on thermal power generation systems determines the application and promotion of trough solar power. Promoting the effective use of new and clean energy plays an important role in promoting economic development and the rational use and development of ecological resources.

关键词：槽式太阳能集热系统;热性能;试验

Key words： trough solar heat collection system;thermal performance;test

中图分类号：TM615                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）28-0221-02

0  引言

当前全世界都面临严重的能源和资源问题，对于相关的资源问题来说，其直接导致了全球污染严重、常规能源近乎枯竭。但是随着社会的快速发展，人们对于能源的整体需求也在全面的增加，所以随着社会的全面发展，全人类都已经达成共识转而使用相关能源来替代传统的使用资源使用。在当前的社会发展过程中，需要借助相关的科学技术来完成整体的创新研究，保证对目前的可再生资源进行合理的使用，开发出利用太阳能、风能和生物质等可再生清洁能源的使用。可再生资源的合理使用，借助太阳能完成社会多种功能的全面使用，最大程度的提升相关集热系统，保证社会能够得到整体的发展和进步。

1  太阳能发电技术

热量传递是由于温度差变化而导致的温度逐渐变化，热能会从温度较高的物体转移到温度较低的物体。并且对于传热来说，其能够从温度较高的部分转移到温度较低的部分。热量专业的现象较为遍及，其式样为导热、对流、辐照等特点。对于太阳能来说，其主要是由辐照完成的传热。随着对于太阳能能源的全面研究，其已经逐渐的形成相关的专业化研究，并且对于对太阳能的有效研究，在1981年以后美国和欧洲几个国家开始研究有关的槽式太阳能集热器并且投入了整体的使用，这也实现了相关槽式太阳能商业化应用。

对于槽式集热发电来说，其最为焦点的构件就是集热器。集热器研究一向都是相关人员探索的重点和难点。对于具体工作来说，其首要的方向就是环绕如何能够提高集热器的热频率进行开展，从整体的研究和探索来说，其关注重点就是在转换过程中减少能量的损耗，避免不必要的能量损耗。

所以在目前的设计和研究过程中，需要提升质料的传输反射性能、提升抛物面可以接受太阳能光照率的整体效果。以此来建设相关的太阳能槽式模。模子需要完成反射镜、集热管和支持架组成。反射镜的主要作用能夠将相关的直射阳光完成相关转向和集热，而集热管的主要功能就是将反射的阳光都进行能量收集，对于支持架来说，其可以保证各个部门的稳定性。全面的计算系统的热频率，寻找并且解决减少热气失的路子，以此提升吸热频率以及提升发电工作频率。

2  太阳能热发电系统分析与研究

槽式系统主要由抛物线槽式、聚光镜、集热管等主要结构组成，抛物聚光槽多是采用单轴跟踪的方式追踪着太阳运行的轨迹。白天阳光直接照射到抛物线槽上，同时通过抛物方式完成整体聚焦，集热管是相关的传热功能，通过对有关的传热工具进行相关的传输，在此过程中能够将传热工质被加热到400摄氏度左右，让其产生相关的高温高压蒸汽，借助相关的蒸汽推动汽轮发动机组发电。槽式系统结构整体简洁，同时成本也较低，对于土地的利用率也较高，并且装配与维护也较为方便。并且对于当前的导热油工的槽式发电技术已经较为成熟，所对于槽式系统来说，其是由多个槽式集热系统相互串联或者并联形成，所以其能够组成相对的大容量发电系统。热集管当中的工质都是导热油，但是随着科学技术的快速发展，工质都可以完成相对的熔融盐、水、空气等物质，目前使用的工质主要分成两种，其为导热油和水，槽式技术按照相关的工质不同分成不同的型号，其能够完成呢过直接蒸发，以此来完成太阳能槽式集热系统建设。

3  太阳能发电系统的优势

反射的太阳能越强，其收集的有关热量与热能较多。整体的发电效率也较高。而在整个过程中提升反射效率才是保证太阳能发电整体效率得到提升，所以对于当前的槽式太阳能设计来说，为了保证其相关的供电效率，所以在有关设计过程中需要对配置进行合理设计，并且将有关的反射镜装配好，同时相关的反射面积也是一个固定因素，需要全面的装配。对当前的反射配置来说，其具体反射面积都是固定的，所以对于有关的反射效率影响不大，在相同条件与因素情况下，反射质料才是较为重要的研究因素之一，不同质料直接影响了不同的反射效果，因此对于质料的整体选择才是较为重要的方向之一，针对不同的实际情况选择不同的使用质料，让其能够保证整体热量收集效率，并且合理调试有关的集热器，让能够保证成为全面的有效光，最后只有符合相关反射集热器上的光才能起到整体的供热效果，最大程度提升发电效率。

阳光的收集需要通过相关装置完成反射之后才能够进行整体的使用，所以这一阶段被称之为反射阶段，而在整体反射过程中需要全面的完成有关的计算，综合确保提升反射质量。所谓相关的聚光比是指吸收器上汇聚的太阳能整体比例，对于太阳能发电来说阳光汇聚越充足，其整体的工作效率越好，供电效果也会越好，可以通过调节抛物面的发射镜口面积和吸收管表面积的方式来完成整体的阳光汇聚和辐照强度来进行合理的调整，让其能够符合当前的具体使用需求，通过对各个环节的全面调节，可以最大程度的保证相关设计质量得到提升，并且让其可以符合设计的发展要求。

针对太阳能照射来说，按照照射地区的不同可以分成四个地区，第一为阳光掩蔽区，其是部分地区温度突然下滑的地区。第二为相关热气密度逐渐提升区域，其能够将反射光增进，保证部分的热气浓度能够随着圆周角的变大而加大。第三为热气密度的衰减地区，其相关的反射光会减少，周围的相关热量流动密度会降低。第四阳光直射地区，此地区能够保证阳光直射产生的作用，所以其整体的热气量会较大。因此针对不同的地区完成有关建设，可以最大程度的让其符合设计的设计需求，并在当前的相关设计过程中，需要对多元化的设计完成整体安排。

4  槽式太阳能热发电在中国发展潜力

4.1 政策支持

世界范围来看，从美国到欧洲，都将太阳能热发电作为未来替代能源的关键候选之一。根据美国加州的计划，到2030年，新能源发电容量中太阳能热发电与光伏发电的比例将达到4：1，而在太阳能热发电中槽式技术又占相当高的份额。2011年中国国家发展和改革委发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》第五项新能源中，把太阳能热发电集热系统放在了突出的位置。[1]

4.2 优越的建设条件

槽式太阳能热发电推广应用需要良好的光照资源、开阔的土地资源、良好的交通与电网条件。在中国几乎没有任何商业投资价值的内蒙古、甘肃等沙漠地带的土地却为太阳能热发电的推行提供了很好的发展空间，这些地区具有良好的太阳能辐射资源以及土地、电网交通条件。所以，太阳能热发电在中国是较具有发展前景的一种有效利用太阳能方式。尽管太阳能热发电在中国刚刚起步。发展也落后国外十几年，但可以预见，太阳能热发电的发展指日可待。[2]

4.3 成本降低空间巨大

一个产业的崛起，首先是成本的降低。适用于槽式太阳能热发电技术在中国设计、生产土地的廉价性将直接降低这个产业的生产成本。从理论上讲，采用槽式太阳能热发电技术，可以避免光伏发电中昂贵的硅晶光电转换工艺，大大降低太阳能发电的成本。太阳能热发电的原材料包括玻璃、钢铁、导热介质和储热材料。在中国都具备，所需工作是对这些材料进行改性，比如减少玻璃中的铁含量、增加玻璃的透光率、选择储热成本低于电价的储热材料等。[3]

4.4 完善的评价与引导机制

就目前的槽式太阳能整体建设来说，需要对有关的体系进行合理有效的评价和制定，最大程度的满足当前整体使用需求，同时针对目前的太阳能相关建设来说，需要建设一个整体并且完善的相关评价体系，而整个评价过程中需要最大程度的利用宝贵太阳能资源来进行合理的使用，就太阳能来说需要围绕太阳能进行一个整体的评价机构建设，在建设设计方案的制定过程中，第一需要针对不同区域和类型的地域建筑进行分析，合理的使用计算机模拟软件，整体的对能源利用体系来进行综合评价。

以当前的整体评价来说，太阳能利用示范导向和相关的税收等激励政策，针对高层住宅实施全面的税收激励政策，对能源的投资使用进行合理有效的提升，针对相关的研究来说需要制定激励政策，最大程度的拓宽资金渠道，可以使用相关的科学技术来完成实际建设，而在目前的管理过程中，各种资料需要进行有效研究保证相关设计能够得到全面提升，对各种数据直接融入到建筑体系当中，完成新型专业纳入建筑体系当中。

5  总结

综上所述，随着社会的发展，人们生活水平也在不断的提升，所以当前对于整体资源的使用效率也在全面的增加。在目前的社会发展过程中，全面的对自然资源有效合理的使用，提升太阳能的综合使用效率，槽式太陽能发电技术的运用，在不断的更新优化中，进一步的减少成本的投入，并且最大程度的保证太阳能合理使用，满足社会发展的使用需求，促进中西部地区自然资源转化，全面的提升太阳能的使用效果。

参考文献：

[1]孙希强，白杨.太阳能光热发电技术现状极其关键设备存在问题分析[J].中国科技信息，2017（23）.

[2]韦佳，段明爱.浅析槽式光热发电工程建设及施工重点[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（12）.

[3]莫一波，杨灵，黄柳燕，徐琼鹰，陈海峰.各种太阳能发电技术研究综述[J].东方电气评论，2018（01）.

[4]王建斌.试论我国太阳能热发电技术的发展[J].科技资讯，2018（08）.

[5]李成阳，李科群，张荣鹏，陈玉娇，李剑.10MW级塔式太阳能热发电系统分析[J].建筑节能，2018（05）.

[6]胡振广，金宗勇.能源转型战略背景下中国太阳能热发电面临的机遇与挑战[J].太阳能，2019（11）.

[7]巩玺.我国太阳能热发电产业发展现状及前景浅析[J].太阳能，2017（11）.

作者简介：胡桥（1984-），男，江苏宿迁人，研究生，工程师，研究方向为太阳能热发电技术应用。