“太阳能光热+”取暖技术方案

附件2：“太阳能光热+”取暖技术方案

一、技术原理

“太阳能光热+”取暖技术是一种利用太阳能集热器收集太阳辐射能并转化为热能取暖的技术。采用该项技术的取暖系统一般由太阳能集热器、储热水箱、连接管路、辅助热源、散热部件及控制系统组成。根据辅助热源不同，可分为“太阳能光热+电热装置”“太阳能光热+空气源热泵”“太阳能光热+地源热泵”“太阳能光热+生物质能锅炉”“太阳能光热+燃气壁挂炉”等形式。

二、技术特点

用太阳能集热器收集太阳辐射能并转化成热能，以液体作为传热介质，以水作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行取暖。在阴雨天和夜间由辅助热源取暖。

在晴好天气下主要依靠太阳能来满足取暖需求，夜间辅助热源用电时，主要采用谷电取暖，取暖费用低，同时解决了农户非取暖季生活用热水问题。

三、投资和收益

以单户取暖面积100平方米为例，屋顶安装太阳能集热器（300支真空集热管），配置1个1吨储热水箱。以直接电加热取暖用电每年11500度（房屋无保温措施，室内达到舒适条件，取暖期120天）为对比基准，取暖费用约4600元，则不同形式“太阳能光热+”取暖技术的投资和收益对比见下表：

四、工程案例

（一）秦皇岛市北戴河兰德科技有限责任公司

秦皇岛大森店新民居小区，建筑面积 2.75万平方米，约250户，每户平均110平方米，建筑层数3层，执行65%节能标准，采用“太阳能光热+电热装置”取暖技术。每平方米投资200元，每户投资22000元，省农业厅补贴每户15000元，其余7000元由农户和国家扶贫搬迁资金出资。

经2014年至2017年三个取暖季实际运行，室内平均温度在15°C-20°C之间。取暖系统有集中电辅助加热功能，但室温基本满足要求，一直未使用集中电辅助加热（个别村民使用了电热器辅助）。取暖季平均耗电32476度，折合13887元，每平方米平均耗电 1.18度，折合0.61元。与集中供热相比，户均年节约取暖费用约2500元（未考虑部分村民电加热设备耗电）。

（二）河北维克莱恩太阳能开发有限公司

采用“太阳能光热+”取暖技术，已经实施的项目包括“中国太阳能取暖示范村”固安县马庆村、南王起营村取暖示范工程（117户，“太

阳能光热+生物质能锅炉”，后改为电热装置）、涞水县能源示范小镇六顺村取暖工程（70户“太阳能光热+电热装置”）、河间市米各庄乡（10户，“太阳能光热+空气源热泵”）。

五、总结

综上所述，从初投资、运行费用、节能和环保效益分析，结合企业工程案例，“太阳能光热+电热装置”“太阳能光热+空气源热泵”具有一定的推广潜力。

太阳能光热发电与光伏发电对比分析

传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热水或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热力循环一样的过程，即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，最终将热能转化成为电能，典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节，太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟，从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出：技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种，光伏发电的原理是当太阳光照射到上时，电池吸收光能，产生光生伏打效应，在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载，便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术，较为成熟，国家已明确其上网电价（不同地

区在0.9~1 元/度范围变化），发电成本也下降至0.7 元/度左右；光热发电在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面，已经取得实质性进展，但商业化业绩较小，上网电价政策尚未落实，发电成本也较高，约为0.9 元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点： 1）太阳能光热发电输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大，上网后给电网带来较大压力，其发电形式独特，和传统电厂合并难度大。 ?通过储热改善光热发电出力特性（槽式和塔式光热发电）。白天将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，这样可以实现光热发电连续供电，保证电流稳定，避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式，可不同程度提高电站利用小时数和发电量，提高电站调节性能。 ?通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行，使其可以在晚上或连续阴天时持续发电，甚至可以以稳定出力承担基荷运行，从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2）太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。 和光热发电对比

太阳能供暖 系统说明以及安装图例

霍斯曼太阳能供暖系统 太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地和海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有,可直接开发和利用，无须开采和运输，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严 重的今天，这一点是极其宝贵的，到地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤热值，其总量数现今世界上可以开发的最大能源，据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年。从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的，太阳能供暖系统利用太阳能转化为热能，通过高效平板集热设备采集太阳光的热量，再通过热导循环系统统捋热量导入至换热中心然后将热水导入地板采暖系统，通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现，春夏秋冬可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。 太阳能供暖工程的寿命可达20年以上，一般五年内就能收回成本，长达15年以上的免费享用尽显它的节能本色。

霍斯曼太阳能供暖产品优点介绍： 一、高效节能最大效率的利用太阳能量可节约能源成本40-60%以上，运 行成本大大降低。 二、安全可靠太阳能没有常规能源所存在的易燃易爆、中毒、锻炉、触电 等危险是安全可靠的热水系统。 三、绿色环保采用了太阳能洁净绿色能源，避免了矿物质燃料对环境的污 染。为用户提供干净舒适的生活空间。 四、智能控制系统采用了智能化控制技术，自行控制，最佳经济运行，可 设置全天候供应热水，使用非常方便。 五、使用寿命集热管道采用铜管激光焊接，聚氨酯发泡保温抗严寒，进口 面板钢化处理，可抗击自然灾害，使用寿命15年以上。 六、建筑一体化可安装在高层阳台、窗下等朝阳的墙面实现建筑一体化， 尽享舒适生活。 七、能源互补阴雨天气使用燃气壁挂炉通过太阳能换热器自动切换，无需 人工调节。 八、应用广泛可应用与高层及多层的住宅、独立别墅、中小型宾馆、洗浴 中心、学校等供暖、洗浴场所。 霍斯曼太阳能供暖组成结构： 1．太阳能集热器 2．辅助加热及循环控制 3．蓄热水箱 4．管道连接 霍斯曼太阳能供暖运行原理： 1加热方式： 晴天状态下，当太阳能循环控制系统检测到太阳能集热板热水温度超过高温储热水箱内5摄氏度时启动循环水泵进行循环，把太阳能集热板收集的热量带入高温蓄热水箱通过紫铜盘管进行加热，并保温储存，以备使用。 2运行方式： 冬天供暖模式下，当启动燃气壁挂炉时，燃气壁挂炉首先进行水路、风路安全检测，进行完检测达到运行条件后，启动热能转换器循环水泵提取高温水箱热水，当热能转换器

太阳能供热采暖系统方案

太阳能供热采暖系统 （方案二） 一、项目概况 1、项目名称：***生态蔬菜大棚太阳能采暖项目 2、项目业主单位 ***太阳能工程有限公司 3、承建单位：***太阳能工程部 4、项目建设时间：2011-9 5、项目规模：工程采暖面积范围300平方。 二、工程概况 1、太阳能供热采暖系统构成 太阳能热水采暖系统包括太阳能集热采暖热水系统、辅助加热保障供暖系统、低温热水暖气片辐射供暖系统、建筑外保温低热耗系统、免费生活热水供给系统，通过各系统的相互作用，自动运行，实现满足用户采暖温度不低于13℃，生活热水不低于50℃的条件下最低能耗的目的，原理见图 桑兰太 新型暖气 桑兰太阳能系统供热采暖系统原理图 系统具有以下特点：1采用三高紫金管，南北向竖置式真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响；2电加热保障供暖系统串联于太阳能

采暖热水系统中，可根据用户需要决定启动、停止动作，可根据采暖供水回水温差自动运行；3采暖末端采用低温热水暖气辐射供暖系统，系统散热面积大、散热均匀，有很好的蓄热能力，采暖舒适感好、耗能低；4太阳能全年全天候提供用户生活热水的承压供给系统，在使用太阳能热水时无需担心上水问题、热水压力不足、跑水问题、集热管结水垢问题、冬季热水器防冻问题。太阳能集热系统采用循环系统设计，可以避免闭式系统由于过热而导致系统过压损坏。系统热水箱及地暖供水通过控制系统防高温过热温度设置功能避免供水超温。 2、系统参数 （1）采暖面积：300平方； （2）集热器面积：70平方（平均值）； （3）集热器类型：三高紫金管 （4）集热器安装倾角：28°。 （5）采暖水箱：容积500L，开式不锈钢水箱； （6）生活热水：利用储热水箱的盘管换热器提供生活热水。 3、系统设计 （1）设计参数 安装地点：济南 集热器安装方位：南向，倾角28℃； 太阳辐照量：全年6257.81MJ/m2，采暖季2001.45 MJ/m2，采暖季日平均值20.11 MJ/m2?d； 采暖面积：300 m2； 平均人数：10人 平均日用水定额：70L/人 设计热水温度：45度； 设计冷水温度：10度。 （2）供热负荷 ①采暖负荷。按照单位面积热负荷 qH为24.6W计算，日平均采暖负荷QH： QH=qHA0=5166W ②热水负荷。按照平均每天5人，人均日用热水70L计算，自来水温度为10℃，贮水箱内水的终止设计温度为45℃。 日平均热水负荷Qd: Qd = mqrdρrc(tend-tL)/86400=334.4W （3）太阳能集热器 ①集热器选型。太阳能集热系统采用三高紫金管，南北向竖置真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响。平板集热器在同样安装条件下易积雪、积尘，影响系统得热。金属-玻璃真空管集热器性能较好，但造价偏高。 结合本项目特点，系统选用竖置式三高紫金真空管集热器。

太阳能光热发电技术研究综述

太阳能光热发电技术研究综述 摘要：太阳能是一种清洁的可再生能源，充分利用太阳能进行发电发热是我国 能源企业正在研究和使用的有效方式，这种方式有助于提高太阳能的利用率，有 助于减少不必要的自然环境污染和破坏，有助于新能源的开拓，是我国逐步实现 节能减排的有效体现，也符合我国低碳经济的发展要求，欧美一些发达国家已经 开始关注具有更高能源利用率的太阳能光热发电技术，并相继建立了不同型式的 示范装置。本文首先对太阳能光热发电系统进行了介绍，分析了国内外太阳能发 电的现状，指出了太阳能发电的技术发展趋势和研究方向。 关键词：太阳能；光热发电；发电技术 引言 目前，我国由于工业规模扩大和粗放经营导致了严重环境污染和破坏，因此 开发清洁能源是有效解决这一问题的重要途径，目前，世界各国纷纷将目光投向 太阳能的开发和应用，这也是全球经济的低碳化发展方向。太阳能作为一种清洁 的可再生能源，是未来的理想能源之一，是人类最可靠、最安全、最绿色、最持 久的替代能源。目前太阳能光伏发电被炒得如火如荼，而太阳能光热发电技术却 少为人知，在太阳能光伏发电遭遇瓶颈的今天，太阳能光热发电逐渐被人们重视 起来。 一、太阳能光热发电系统简介 1、太阳能发电系统的分类 目前，太阳能发电技术分为两种，一种是太阳能光伏发电，一种就是本文提 到的太阳能光热发电。太阳能光热发电技术又分为槽式太阳能光热发电、塔式太 阳能光热发电、碟式太阳能光热发电。目前槽式和塔式太阳能光热发电技术已经 投入使用，但是碟式发电系统还处于实验和示范状态。 2、槽式太阳能光热发电系统简介 这种太阳能光热发电系统主要是利用槽式抛物面聚光器聚光的太阳能产生的 热量进行发电，是一种分散型系统。这一系统的机构由聚光集热装置、蓄热装置、热机发电装置和辅助能源装置构成。槽式抛物面将太阳光线聚集在一条线上，并 在这条线上的重要位置安装集热器，进而吸收太阳的能量，之后将众多的槽式聚 光器串联或并联形成集热器的排列结构。 一般太阳能发电系统采用的是双回路的设计，集热油的回路与动力蒸汽的回 路是分开的，通过换热器交换热量，使用导热油作为热，低温的导热油从油罐泵 进入槽式太阳能集热场，被加热到391℃，之后经过再热器、过热器、蒸发器、 预热器四个装置，将收集的能量交换给动力回路中的蒸汽，进而产生热量极高的 蒸汽，进入汽轮机中做功，然后产生电能。 如果太阳能供应不足，这时就可以利用辅助加热器，如锅炉进行加热，提高 导热油的热量，进而实现该系统的正常运行，保证该系统连续作业，持续的产生 电能。因为槽式聚光器的集热温度不高，使得槽式太阳能光热发电系统中动力系 统的热能转化为功的效率不高，一般不到40%，因此，残春依靠抛物槽式太阳能 光热发电成本较高。 3、塔式太阳能光热发电系统 塔式太阳能光热发电系统是一种集中式发电系统，主要利用定日镜将太阳光 聚焦在中心的吸热器上，太阳的辐射能量会转变为热能，之后传递给热力循环工质，驱动汽轮做功进而实现发电。这一太阳能发电系统可以分为熔盐系统、空气

太阳能供热系统

一． 太阳能供热系统太阳能集中供热系统 1.1 概述 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。目前，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能热水器符合低碳经济的发展，是可持续的、节能减排产品，是太 阳能行业发展的机遇。太阳能产业规模巨大，市场发展具有极大的潜力。近几年政府大力支持太阳能行业的发展，2009年出台了针对太阳能的家电下乡政策，对太阳能家电下乡产品进行补贴，惠及亿万百姓，符合中央建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力的要求。太阳能行业的前景是光明的，但道路是曲折的。具体到每个企业，由于每个企业的技术、产品和水平等等不一，所以，能否到达行业光明的彼岸取决于企业的综合实力。目前，我国太阳能热水器行业产业发展不规范，企业自律性较弱。但是太阳能行业的发展必将会回归理性，企业需更加注重对产品品质的提升。希望行业内各大品牌联合起来，发挥各自企业优势，共同推进产业发展，维护市场秩序，营造和谐有序的行业发展环境。 1.2 太阳能新能源的发展趋势 太阳能热水系统是利用“温室效应”原理，将太阳辐射能转变为热 能，并将热量传递给工作介质从而获得热水的供热系统。太阳能热 水系统由太阳集热器、贮热水箱、循环泵、辅助热源、控制系统和 相关附件组成。太阳能热水系统的系统设计应遵循节水节能、经

济应用、安全简便的原则。从节水节能考虑，必须设置保温措施；从使用功能考虑，目前最应解决的是冷热是系统压力平衡的问题，优先选用承压式系统；从建筑美观考虑，优先选用分离式系统；从水质卫生考虑，优先选用间接式系统由于系统集热器和部分管道置 于室外，而赤峰市冬季环境温度较低，集热器、管道有可能结冰冻胀造成设备损害，影响整个热水系统的正常运行。 太阳能系统的防冻通常采用以下几种方式：①排空法防冻方式。 在结冰季节到来之前，将集热器排空，系统不运行。或者在集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点，0℃以前即将集热器排水阀打开，排空集热器中的水。缺点是如果温控线路失灵，集热器即会冻裂。排空法是消极防冻方法，不仅浪费水源，而且降低了集热器的年集热效率，不能充分利用太阳能，除了受到工程造价低的限制，否则不宜采用。②保持集热系统中的水不断流动。这种方式要求集热系统不能有循环死角，否则该处管道等部件仍会冻裂。为维持水的流动，需启动水泵耗费常规能源，水在流动过程中会损失水箱中部分能量。这种方法浪费常规能源，而且系统热损失大，所以不宜使用。③排回法防冻方式。即水箱置于集热器的下方，根据储热水箱底部及集热器顶部的水温差控制水泵的运转或是停止。当集热系统当集热系统出口水温低于储热水箱水温是，循环泵关闭，集热系统停止工作，集热系统中的水依靠重力作用流回储热水箱。 当使用排回系统时，集热系统集热器和管路的安装坡度有严格要求，以保证集热系统中的水能完全排回。

太阳能光热发电几种创新型储热技术简述

太阳能光热发电几种创新型储热技术 光热电站相比光伏电站的核心优势即在于光热电站可配置储热系统，与传统的火力发电厂一样，生产出电网友好型的可调度电力，满足连续的用电需求。目前，商业化光热发电项目的储能市场仍然以二元熔盐为工质的熔盐储能技术为主流，但其凝固点过高，易冻堵管道的缺陷也饱受诟病。 2016年下半年接连发生的美国新月沙丘电站熔盐罐熔盐泄露事故以及西班牙Gemasolar光热电站熔盐热罐损毁事故，均造成了熔盐罐维修费用及售电收入方面的巨大损失，熔盐储热系统的安全性、可靠性再次受到行业关注。 那么，有没有一种更先进的储热技术，可替代传统的熔盐储热技术进而成为主流？近年来，创新型储能技术层出不穷，尽管其大多停留在实验室或小型示范阶段，在理论层面已证明了其发展潜力，但其商业化价值仍尚待发掘。 1. 挪威Energy Nest公司新型固态混凝土储能技术 挪威科技公司Energy Nest与德国Heidelberg水泥公司（德国跨国建材公司，全球四大水泥生产商之一）展开合作，耗时五年半研发出一种全新的特殊混凝土HEATCRETE储能技术。HEATCRETE混凝土经国际权威独立第三方实验室测试，具有高比热容和高热导率的特性。与之前最为先进的混凝土储能系统相比，HEATCRETE系统的导热系数提高了70%，比热容值提高了15%，这对电站的热力性能和传热介质来说意义重大。该公司表示，其HEATCRETE混凝土储能系统能使整个光

热电站的成本下降10%，针对熔盐储能系统则能节约60%的成本。HEATCRETE混凝土储能技术还能应用于风电和生产高温设备的工厂，但光热电站是该公司的主要目标市场。 2. 麻省理工学院新型液态金属储能技术 2014年9月，麻省理工学院的研究人员公开一种新型全液态金属电池储能系统。该液态金属储能系统内部没有使用任何固体材料制作，全部的储能元件也都采用融化的液体来制作。该系统造价低廉，且使用寿命较长。研究团队称该储能系统可使风能和太阳能这些可再生能源具备与传统能源相竞争的能力。 3. 瑞典查尔姆斯大学新型含碳化学液体高效储能 2017年3月，瑞典查尔姆斯理工大学研究者成功验证了以一种含碳化学液体作为介质，来高效存储太阳能的新型储能技术的可行性。通过这种化学液体，能够实现能量的自由传输以及随时释放。值得一提的是，该化学液体释放能量时，几乎可以实现能量的零损耗。研究小组将这个过程叫做“分子式太阳能储热系统”。目前，此项新技术已成功登上《能源与环境科学》（英国皇家化学院发行的学术期刊）的封面。

太阳能供暖系统设计

太阳能供暖系统设计 摘要：阐述了太阳能供暖系统的组成、运行原理、主要设计参数和经济效益等，并介绍了一个太阳能供暖系统的实测情况。 欧洲各国对太阳能供暖给予了较高的重视，已规模化推广，到2005年共安装1536万m2太阳能集热器，太阳能供暖系统使用集热器约占集热器总量的20％，每年新建太阳能供暖系统约12万个，可节约常规能源20％～60％。 在国外，太阳能供暖已成为太阳能热利用的主要发展方向，国际能源机构在2001年指出，全球的太阳能供暖系统每年提供的能量折合电力约为4.2万MWh。 太阳能供暖技术对我国建筑节能有着非常积极的作用，是今后太阳能光热利用的新方向。1太阳能供暖系统设计 1.1太阳能供暖系统简介 太阳能供暖系统主要由4部分组成：1)热量提供部分，太阳能集热器和辅助加热设备； 2)储热换热部分，储热水箱和换热设备；3)热量使用部分，供暖末端；4)控制部分，系统控制器。 太阳能供暖系统不同于太阳能热水系统，主要体现在以下几个方面：1)季节性使用明显，系统利用率低；2)供热需求量大，供暖季随时问变化明显；3)系统热媒温度根据不同的供暖形式而变化；4)冬、夏平衡问题，冬季需热量大，太阳能辐照量少，夏季需热量小，太阳能辐照量大。 1.2太阳能供暖系统运行原理 太阳能供暖系统在供暖季提供部分供暖热量，非供暖季提供足量生活热水，全年充分利用太阳能资源。因此，太阳能供暖系统也常称为太阳能联合系统(solarcombisystem)。系统运行原理如图1所示。 1)系统运行原理 太阳能集热循环：太阳能集热循环为温差控制、强制循环的落空系统。系统通过比较太阳能集热器和水箱的温度控制集热器循环泵启停，当集热器温度高于水箱温度设定值时，循环泵启动，太阳能集热器不断将水箱中的热水加热；当温差低于设定值时.循环泵停止，室外太阳能集热器和管路中的水受重力作用落回水箱(要求集热器比水箱位置高)，防止反向散热，并达到冬季防冻的目的。 辅助加热循环：辅助加热为温度控制。系统通过检测水箱中的温度是否达到设定温度，确定辅助热源是否开启。 2)系统特点

太阳能光热光电综合利用

本文由hpshu贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2009 年第 1 期 上海电力 可再生能源发电 太阳能光热光电综合利用 倪明江 ,骆仲泱 ,寿春晖 ,王 ,赵佳飞 ,岑可法涛 ( 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 ,浙江杭州 310027) 摘 : 太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、要分光、热电联用等技术集成 ,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用 ,可极大地提高太阳能的利用效率 ,降低成本 ,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况 ,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述 ,分析了聚光 PV/ T 系统以及与建筑一体化设计的 PV/ T 系统的未来发展方向。最后 , 结合各类太阳能利用系统的特点 , 比较分析了各种光热光电技术存在的问题 ,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。关键词 : 太阳能利用技术 ; 热发电 ; 聚光热电联用 ; 光热光电综合利用中图分类号 : T K513 文献标识码 :A 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用 , 不仅造成了化石能源本身的短缺 , 也给世界环境带来了极大的危害 ,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题 [ 1 ,2 ] 发展。而以现今的发展趋势来看 , 太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2. 1 热利用 太阳能热利用方面 , 中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。 2007 年 ,集热器总保有量约为 10 800 万 m2 。热 。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨 15 大能量 ,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达 4 ×1 0 5 利用形式多样 , 包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 ( 1 ) 太阳能热水器太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来 , 通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心 , 由我国生产的集热器推广面积约占世界的 76 % 。随着太阳能热水器的发展 ,出现了闷晒式、 M W , 相当于 每年 3. 6 ×亿 t 标准煤 ,约为全球能耗的 2000 10 倍。太阳能可以免费使用 ,又不需要运输 ,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升 ,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天 , 太阳能作为可再生能源和新能源的代表 , 得到越来越多的关注 , 太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视

太阳能光热发电特点、类型与前景分析

太阳能光热发电特点、类型与前景分析 发表时间：2017-12-01T09:58:43.030Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：杨阳 [导读] 摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。 （全球能源互联网集团有限公司北京 100031） 摘要：太阳能光热发电虽在我国起步较晚，但随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业呈迅猛发展的趋势。作为一种新型的能源开发利用模式，光热发电极有可能发展为新的投资热点。本文介绍了太阳能光热发电的特点，分析了光热发电系统的主要类型，探讨了光热发电的前景。 关键词：太阳能；光热发电；应用前景 引言 随着全球气候温升变化、自然灾害频繁发生，环境污染和能源利用问题成为制约世界经济发展的关键因素。当前中国经济社会发展过程中同样面临能源问题的严峻挑战，电能作为经济发展的基础动力，其经济性与合理性影响着全社会的发展。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，据统计，全世界每年的能源消耗量仅为太阳40分钟内照射到地球上所释放的能量。太阳能光热发电逐渐成为当今能源利用的一个新热潮。 一、光热发电的特点 太阳能光热发电是通过聚集太阳辐射的能量，将热能转变成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电，这种发电方式叫做聚光式发电。美国从1984就已经开始利用太阳能光热进行发电，后来由于石化能源的价格下跌，美国取消了该方面的项目支持，直到2006年，随着能源危机的爆发，发达国家开始大面积的规划和建设光热发电项目。 （1）光热发电是通过“光--热--功”的转化过程实现发电的一种技术。光热发电在原理上和传统的化石燃料电站类似，两者最大的区别在于输入的能源不同。光热发电利用的能源为太阳能，通过聚光器将低密度的太阳能聚集成高密度的能量，经由传热介质将太阳能转化为热能，通过热力循环做功实现到电能的转换。 （2）太阳能光热发电从其发电原理上来看，是一种绿色能源的绿色利用方式，且太阳能资源是世界上分布最广泛的、取之不尽、用之不竭的可再生能源。从这个意义上看，太阳能光热发电技术的发展对于人类经济社会可持续发展具有重要意义。 二、光热发电系统主要类型 1、槽式发电系统 所谓槽式太阳能光热发电系统，其全称为槽式抛物面反射镜太阳能光热发电系统，其主要是把若干个槽型抛物面聚光集热器实施串并联形式的排列，通过太阳能来针对热管当中的工质进行加热，使得内部生成高温蒸汽，以此来推动汽轮发电机组来实现发电的功能。槽式太阳能聚光系统的聚光比通常在10～100之间，其以油为导热流体（工质）的聚热温度最高能够到达400℃，而以混合硝酸盐（工质）为导热流体最高能使集热温度达到550℃。相对来说，后者的发电效率较高[2]。除此之外，因为太阳光照存在时间不均匀的特征，这就需要应用其他措施或是构建蓄热系统来进行有效的补充。 2、线性菲涅耳反射器系统 最近几年以来，线性菲涅耳反射器系统开始逐渐兴起，这种系统主要是从最早的槽式太阳能发电系统不断改进优化后研发的。线性菲涅耳反射聚光器主要包括跟踪装置、反射镜场以及接收器这三个部分。所谓主反射镜场，主要是依靠若干个平面镜条共同组成的一种平面镜阵列，平面镜自身的转动轴（长轴）处在相同的平面中，通过跟踪装置的设定，使得平面镜能够绕着转动轴转动，达成跟随太阳转动的目的。当平面镜接受的发射光聚集在接收器的受光口以后，接收器则主要接受主反射镜当中的反射光，通过针对吸收钢管流动工质进行加热，就能够将光热转化成热能。线性菲涅耳反射器系统主要是利用菲涅耳结构当中的聚光镜来代替传统的抛物面镜，而其结构当中的集热管也具备二次反射的作用，聚光效率能够达到常规抛物面型集热器的3倍左右，而建设费用则能够减少一半。 3、塔式发电系统 塔式太阳能光热发电系统主要包括发电系统、主控系统、蓄热槽、接收器以及定日镜群这几个结构。通过在地面上建设一定数量的定日镜（自动跟踪太阳进行转动的球面镜群），而在这个定日镜群当中选择合适的位置构建一座高塔，在高塔的定点位置建设接收器，下面的定日镜群能够让太阳光汇聚成点状，集中照射到锅炉上面，能够让接收器当中的传热介质到达对应的温度，同时利用管道传递到地面的蒸汽发生器，生成高温蒸汽，最终实现发电的目的。相较于槽式太阳能发电系统而言，塔式太阳能发电系统的聚光比要更高，一般为300～1500之间，而运行温度也达到了1000～1500℃之间。塔式太阳能发电系统当中，接收器是至关重要的部分，依照导热介质的类型，现在主要包含空腔型与外部受光型。 4、碟式发电系统 碟式太阳能光热发电系统又可以称为盘式太阳能发电系统，属于世界上最早开发的太阳能动力系统。其主要是由若干个镜子共同组成的抛物面反射镜构成，通过接收在抛物面当中的焦点，具有非常高的聚光比，通常都能够达到3000以上，在焦点位置生成的温度非常高，通常可以达到750～1500℃之间，所以碟式太阳能发电系统具有非常高的热机效率。最近几年以来，碟式太阳能发电系统的发展主要集中在开发单位功率质量比更小的空间电源。 三、光热发电的前景 太阳能光热发电比光伏发电、风力发电更加有助于电网的稳定；并且避免了光伏发电中成本较大的硅晶光电转换过程，降低了成本，免除了污染，将作为新能源开发利用的主要角色。我国的太阳能资源非常丰富，特别是西部与北部地区，广阔的土地及丰富的太阳能资源能够适合光热发电大范围发展的需求。 太阳能光热发电产业的未来发展可从两方面阐述，一方面是建立配置储能装置的大型光热电站和建立光热与天然气联合型电站等，另一方面采取光热发电的分区布置式应用，包含在海岛、偏僻地区运用光热发电促成供电、供热以及海水淡化，在具备工业用热所需领域推广建立光热热电联合产业等。 结语 太阳能光热发电拥有广阔的发展前景，应加大对太阳能光热发电相关技术的研究，并在太阳能较为丰富的地区重点展开光热发电产

太阳能采暖工作原理

太阳能供热采暖系统工作原理（参考北京地区的阳光指数） 系统包括太阳能集热系统、储热膨胀水箱，生活热水系统、辅助热源系统、末端供暖系统和控制系统。 太阳能集热系统采用多台供热采暖两用太阳热水器并联运行。太阳能可置于任何受光位置。以水为工质，温度控制运行状态。蓄热水箱同时具有膨胀水箱功能。太阳能水箱具有换热、供给热水、供暖和温差发电功能。辅助热源采用电采暖炉，整个系统运行状态无需人工操作。 太阳能供热采暖系统特点 ①采用高效供热采暖两用太阳热水器，使用寿命长，运行安全可靠，全年综合得热量高。 ②太阳能循环系统采用家用暖通循环系统，安装方法与土暖气相似。 ③太阳能的安装位置不受地理的限制，实现太阳能系统与建筑完美结合。 ④太阳能水箱具有常压承压两个压力状态，保证系统长寿命和在恶劣情况下无故障运行。 ⑤生活热水与采暖水相互隔离，保证了水质。 ⑥系统实现全自动运行，保证在停电、停水等意外工况的系统安全。 ⑦辅助热源用户可自选，利用电采暖炉作辅助热源有利于系统的全自动。

系统参数：(假设采暖面积为100平米的家用采暖) ①采暖面积：100㎡ ②集热面积45-50㎡，采暖面积选用58*1800真空管。 ③蓄热膨胀水箱0.5-1t ④电加热功率6KW 散热设备采用超导散热器或集成地暖。系统节能效益系统使用寿命15年以上。太阳能系统初投资400-600元/㎡左右。每年可节电2000KW·h,采暖季节煤3650kg. 系统运行情况地板采暖供水温度40-50℃，室内温度20℃以上。用户多采用经济运行方法，即调节散热器阀门或地暖分水器阀门，控制房间温度。达到最佳节能状态。 对于上述采暖技术描述，根据您所处的地域以及实际采暖现状要求（鉴于河北地区冬季阳光辐射量较少），600平米的采暖面积需要使用58*1800真空管集热面积在300平米左右，一吨集热器的采暖面积为16.2平米，所以为了保证使用效果需要采用集热器共20吨才能满足冬季采暖要求。

太阳能光热发电技术

太阳能光热发电技术的应用与发展 摘要：太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源，在能源与环境问题日趋严峻的今天，很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践，并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式，目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式，太阳能有其环保的优势，但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。 1.太阳能热发电技术概述 能源与环境问题是当今世界面临的两个重要问题，随着化石能源的日趋枯竭，一次能源的利用成本也不断增加，由于大量的燃烧矿石燃料，使环境问题日益严重，温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇，为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式，世界各国也都在做积极的努力，已经有很多太阳能发电项目投入运行，太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。 太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/ m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为 0.20kW/m2，相当于有 102000TW的能量，人类 依赖这些能量维持生存， 其中包括所有其他形式的 可再生能源（地热能资源 除外），虽然太阳能资源总 量相当于现在人类所利用 的能源的一万多倍，但太 阳能的能量密度低，而且 它因地而异，因时而变， 这是开发利用太阳能面临 的主要问题。太阳能的这图 1 世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

太阳能供暖系统方案

太阳能供暖系统方案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

太阳能采暖系统 方 案 书 班级：电机二班 姓名：刘常斌 2、系统基本设计 2.1根据改地区全年气温温差大的特点，选用热效率高、经济实惠的玻璃-金属真空管式太阳集热器。 2.2采用太阳能与联合供采暖的系统方案，并优先利用太阳能。当阴雨天或太阳能不足时，用采暖系统辅助加热补充采暖，并充分利用太阳能，最大限度地减少用气量，降低运行费用。 2.3太阳能系统设计为直流式定温放水太阳采暖系统，达到充分利用太阳能。直流式系统分虹吸式和定温放水型。定温放水型特别适合大型太阳能采暖装置，布置也较为灵活，缺点是要求性能可靠的电磁阀和控制器，从而使系统较为复杂，在当前的技术条件下，值得推广。 直流式采暖系统按控制方式有3种：一是流量控制式，适用于大面积系统。当水压不足时为克服管道阻力可在系统中加入小型水泵。二是温控阀控制式(或膨胀阀控制式)适用于小面积

直流采暖系统。该系统因不用常规能源又获得较多的系统效率而得到用户的欢迎。三是电磁阀控制式，大小面积都适用，但还未有专用电磁阀。 2.4冬季管路防冻采用低温时水泵自动循环和自限温伴热带自动启动的双重防冻设计，防止管路结冰冻坏。 2.5采用工业级CPU 可编程电脑控制器，实现太阳能系统的全自动化、智能化，确保控制系统的可靠性，实现自动化运行，并可以根据用户的实际需要修改控制程序，使太阳能系统实现真正意义上的全自动控制和智能化管理。 2.6采暖供应采用变频增压循环供水方式，为了减少采暖循环的热损失，在采暖回水末端加装一个可根据管道水温自动控制的电磁阀。当管道温度低于40℃时，电磁阀自动打开；当采暖循环使管道水温达到水箱水温时，电磁阀自动关闭。 综上所述，不同类型的产品各有其优缺点。我们认为：选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用,生产成熟的产品。 3、系统运行原理 系统运行原理如上图所示。 3.1正常情况下，太阳能定温加热在光照条件下，当太阳集热器内水温达到设定水温时（可在0～100℃之间任意设定，一般设定在45～55℃之间），电脑控制器使供冷水电磁阀自动打开，自来水进入太阳集热器底部，同时将太阳集热器顶部达到设定温度的采暖顶入储采暖箱；当太阳

太阳能光热发电的技术优势

太阳能光热发电的技术优势 具体来说，太阳能光热发电的优势表现在以下几个方面： 优势一：电能质量优良，可直接无障碍并网。 太阳能光热发电与常规化石能源在热力发电上原理相同，都是通过Rankine 循环、Brayton循环或Stirling 循环将热能转换为电能，直接输出交流电，不必像光伏或风电一样还需要逆变器转换，电量传输技术相对较为成熟，稳定性高，因此更方便与目前国内的电网对接，且电力品质好。 优势二：可储能，可调峰，实现连续发电。 电网的负荷曲线形状在白天与太阳能发电自然曲线相似，上午负荷随时间上升，下午随时间下降，因此太阳能发电是天然的电网调峰负荷，可根据电网白天和晚上的最大负荷差确定负荷比例，一般可占10-20%的比例； 受益于热能的易储存性，所有太阳能光热发电电站都有一定程度的调峰、调度能力，即通过热的转换实现发电的缓冲和平滑，并可应对太阳能短暂的不稳定状况； 储能是可再生能源发展的一大瓶颈，实践证明储热的效率和经济性显著优于储电和抽水蓄能。配备专门蓄热装置的太阳能光热发电电站，不仅在启动时和少云到多云状态时可以补充能量，保证机组的稳定运行，甚至可以实现日落后24 小时不间断发电，同时可根据负载、电网需求进行电力调峰、调度。

优势三：规模效应下成本优势突出。 因热电转换环节与火电相同，太阳能光热发电也与火电同样具备显著的规模效应，优于风电和光伏等。随着技术进步和产业规模扩大，太阳能光热发电的成本将很快接近甚至低于传统化石能源发电成本。 优势四：清洁无污染，助力碳减排。 光伏尽管是清洁发电，但硅片生产环节却高耗能高污染，而太阳能光热发电不需要提炼重金属、稀有金属和硅，生产与发电环节均无污染，是真正的清洁能源。 据测算在整个生命周期中，太阳能光热发电的碳排放量仅为19g/kWh，而传统火电则高达270g/kWh。 光伏取用的太阳能尽管是可再生，但光伏电池材料是硅，电池寿命有限，对硅片及稀有金属消耗量大，而太阳能光热发电的材料更为普遍且廉价，如导热材料等可以循环使用。 太阳能光热发电对传统能源的逐步替代可大幅降低碳排放。每平方米聚光器表面吸收的热量，可以避免200-300kg二氧化碳排放。在光照条件符合的区域，利用光热发电技术，1km2的土地每年可以产生100-130GWh 的太阳电能，相当于50MW 的常规煤炭或天然气中等负荷电站，在太阳能光热发电整个运行寿命中，产生的能量将等同于500 万桶石油。 根据世界能源理事会（World Energy Council，WEC）的测算，假设未来20 年煤炭和天然气仍然是发电的主导能源，而且天然气将逐渐替代煤炭，那么太阳能发电可实现的单位二氧化碳减排将达

太阳能光电_光热综合利用系统

引言 随着节能减碳问题的日益紧迫，可再生能源的 开发利用受到了越来越多的关注。 而太阳能作为一种储量巨大，分布广泛，清洁安全的新能源，已经在世界范围引起了广泛的重视。太阳辐射到达地球表面的能量高达4×1015MW ，约为全球能耗的2000倍。目前太阳能的主要利用方式有：太阳能光伏发 电、太阳能热发电、太阳能制氢、太阳烟囱、太阳能 制冷、 太阳能热水器等。其中太阳能光伏利用技术已经日益成熟，从光伏电站到太阳能路灯，太阳能光伏技术已经被广泛应用。但在太阳能光伏利用方面仍存在两个亟待解决的问题：光伏发电成本较高以及光电转化效率相对较低。 工业生产的晶体硅太阳电池转化效率大约在16%~17%，转化效率较高 摘 要：太阳能储量巨大，分布广泛，清洁安全。但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较 低的问题。因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。通过聚光降低成本，通过分频综合利用提高系统效率。在分频利用技术上，寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层，吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。此外，利用光学薄膜，将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池，其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。结果表明，通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。 关键词：太阳能；分频；纳米流体；光学薄膜；综合利用 Solar Energy Optic-Electro and Optic-Thermal Composite Utilization System Wei wei ，Luo zhong yang ，Zhao jia fei ，Shou chun hui ，Zhang yan mei ，Wu ting ting ，Ni ming jiang Abstract:solar energy is enormously reserved,widespread,safe and clean.But solar energy photovoltaic power cost is high and its conversion efficiency is low.So this article brings up Solar energy optic-electro and optic-thermal composite utilization.Through spotlights cost reducing and frequency division utilization it improves system efficiency.Based on frequency division technology,some specific absorption -emission characteristic nanometer fluid passing above photovoltaic battery will absorb some energy which can not be used by photovoltaic batter.Otherwise it will use optical thin-film to reflect some wave band which photovoltaic battery can use to photovoltaic battery,as for the rest energy,it will transmit into other means of conversion.This article discuss two ways of solar energy,designs and explores optic -electro and optic -thermal composite utilization system.The results shows that solar energy use efficiency improves a lot through optic-electro and optic-thermal composite utilization. Keywords:solar energy,frequency division,nanometer fluid,optical thin -film,composite utilization 太阳能光电-光热综合利用系统 魏 葳1骆仲泱1赵佳飞1，2寿春晖1张艳梅1武婷婷1倪明江1 1浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 2大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室

太阳能光热发电与光伏发电对比分析修订稿

太阳能光热发电与光伏 发电对比分析 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众 多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热水或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热 力循环一样的过程，即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，最终将热能转化成为电能，典型太阳能光热发电热力 循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节，太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟，从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出：技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种，光伏发电的原理是当太阳光照射到上时，电池吸收光能，产生光生伏打效应，在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载，便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术，较为成熟，国家已明确其上网电价（不同地区在~1 元/度范围变化），发电成本也下降至元/度左右；光热发电在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面，已经取得实质性进展，但商业化业绩较小，上网电价政策尚未落实，发电成本也较高，约为元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点： 1）太阳能光热发电输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大，上网后给电网带来较大压力，其发电形式独特，和传统电厂合并难度大。 通过储热改善光热发电出力特性（槽式和塔式光热发电）。白天将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，这样可以实现光热发电连续供电，保证电流稳定，避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式，可不同程度提高电站利用小时数和发电量，提高电站调节性能。 通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行，使其可以在晚上或连续阴天时持续发电，甚至可以以稳定出力承担基荷运行，从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2）太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。 和光热发电对比