新型太陽能蒸汽式發電裝置的分析與研究

趙迪

摘 要：發展低碳經濟就要開發新能源，充分利用太陽能，太陽能資源是最豐富的可再生資源，它分布廣泛、可再生、不污染環境，是國際社會公認的最理想的替代能源。在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽能轉換為電能，而太陽能蒸汽發電設備的工作原理則是利用匯聚的太陽光，把低沸點的液態工質加熱變為水蒸氣，然后推動汽輪機來發電。該文提出一種新型太陽能蒸汽式發電裝置，并介紹了該裝置的結構、工作原理、突破與創新以及應用前景。

關鍵詞：太陽能 蒸汽式 自動跟蹤系統

中圖分類號：TH113 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0006-01

隨著經濟的發展和進步，人們對能源提的要求越來越高，當前人類在不斷尋找新能源。太陽能是一種清潔可再生的新能源，越來越受到人們的親睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽能轉換為電能，太陽能發電技術也在不斷的進步。而太陽能蒸汽發電設備的工作原理則是利用匯聚的太陽光，把低沸點的液態工質加熱變為水蒸氣，然后推動汽輪機來發電。

1 國內外的研究狀況及存在的問題

我國太陽能資源豐富，絕大多數地區年平均日輻射量在4kWh/㎡以上，西藏最高達7kWh/㎡，但是在我國太陽能發電技術發展緩慢，其大規模的利用在短期內難以啟動，而阻礙其發展主要在于多晶硅的缺乏，成本太高等原因。當前太陽能熱發電按照太陽能采集方式可劃分為：太陽能槽式發電；太陽能塔式熱發電；太陽能碟式熱發電。這幾種形式的太陽熱發電系統相比較而言，塔式熱發電系統的成熟度目前不如拋物面槽式熱發電系統，而配以斯特林發電機的拋物面盤式熱發電系統雖然有比較優良的性能指標，但目前主要還是用于邊遠地區的小型獨立供電，大規模應用成熟度則稍遜一籌。這三種太陽能發電方式都有公共的缺點：造價較高，不適合民用；無法安裝太陽跟蹤系統，太陽光利用率低；占地面積大；液態工質沸點較高，在溫度較低或陽光不充足的情況下無法達到設計的發電要求。

2 新型太陽能蒸汽式發電裝置

2.1 基本結構

該太陽能蒸汽式發電設備（如圖1所示），主要由加熱灌、低沸點液態工質、葉輪、發電機、蒸汽導管、散熱片、聚光罩、 旋轉底座、液體工質回流管及控制系統組成。

2.2 工作原理

該太陽能蒸汽發電設備，通過聚光罩反射平行太陽光，并通過凸透鏡將太陽光聚焦到加熱灌上，從而加熱加熱灌內的低沸點液態工質使之達到沸騰狀態，如此在加熱灌內產生一個高壓條件，在加熱灌上部設有束口的頸部因此會在這個束口的頸部產生一股高速蒸汽流該股高速蒸汽流推動設置在此處的葉輪快速轉動，該葉輪通過聯軸帶動發電機快速轉動，在發電的同時通過蓄電裝置將電能儲存起來。當氣流通過發電裝置到達散熱片后，通過散熱片快速散熱，從而在散熱片處液體蒸汽從氣態迅速凝結成液態，氣體體積迅速減小，加速了葉輪處的蒸汽流動，在散熱片凝結形成的液體通過液體工質回流管返回到加熱灌補償加熱灌內的低沸點液態工質的損失，從而在整個裝置內形成一個循環往復的汽—液循環系統。

2.3 突破與創新

（1）該太陽能蒸汽式發電設備安裝有太陽能自動跟蹤系統，大大提高了太陽能利用率，并且有效地提高了發電效率。

新型太陽跟蹤系統。

我們在太陽跟蹤系統中安裝智能太陽跟蹤儀，它可以隨著太陽的運動而轉動，不需要計算一年內太陽的位置。當太陽落山時，本智能太陽跟蹤系統自動轉回原位，我們計算出早上太陽升起的位置，在太陽升起前那一時刻，此太陽跟蹤系統已把位置準備好。這樣提高了太陽跟蹤精度，完美實現適時跟蹤，最大限度提高太陽光能利用率。該太陽能跟蹤系統可以廣泛的使用于各類設備的需要使用太陽跟蹤的地方，該太陽能跟蹤系統性能穩定、結構合理、跟蹤準確、方便易用。

若加熱灌與聚光罩連接在一起則太陽跟蹤系統旋轉則非常困難，因此本產品聚光罩底部設有圓弧行的旋轉基座，加熱灌底部設計為半球形集熱片，在加熱灌不動的情況下，聚光罩通過連接件沿弧形旋轉基座跟蹤太陽光旋轉，使該設備旋轉更方便，太陽光反射率更高，加熱效率更高。

（2）該太陽能蒸汽式發電設備利用低沸點液態工質作原料，易得到，整個裝置是一個汽—液循環系統，無污染，無輻射，節省原料。

（3）該太陽能蒸汽式發電設備使用壽命長，本發電設備科技含量高，智能化設計

（4）該太陽能發電設備既可使用于大型發電站，又可以用于家庭發電。

（5）該設備的加熱灌內裝有電熱絲輔助加熱設備在陽光不充足的情況下輔助加熱以提高發電量。

3 結語

發展低碳經濟就要開發新能源，太陽能資源是最豐富的可再生資源，他分布廣泛、可再生、不污染環境，是國際社會公認的最理想的替代能源。該太陽能蒸汽式發電設備利用低沸點液態工質作原料，整個裝置是一個汽—液循環系統，無污染，無輻射，節省原料。這對于加速我國經濟的發展，保護日益惡化的自然環境作出巨大貢獻。

該設備安裝有太陽能自動跟蹤系統，可提高太陽能利用率，進而提高發電效率，適合用在發電站。加之這種發電設備造價低，占地面積小，非常適合民用。該設備的推廣與應用，將會在太陽能發電領域掀起新的浪潮。

參考文獻

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