塔式太阳能热发电的定日镜课件.ppt

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1、当今的能源当今的能源与环境形势与环境形势与传统发电与传统发电的比较的比较太阳能热发太阳能热发电简介电简介塔式太阳能塔式太阳能热发电中的定日镜热发电中的定日镜存在问题存在问题实例实例大纲大纲能源形势我国能源生产近年来快速增长，2005年一次能源生产总量达亿吨标准煤，增长。其中，发电量达亿千瓦时，增长；煤炭生产超速增长，产量达亿吨，涨幅；原油产量增长。但电力供应仍有较大缺口，煤炭供不应求，天然气供应仍将出现季节性短缺。对于我国能源的短缺有两种办法。一是寻找资源加大对外进口。二是开发新能源，尤其是可再生能源。而解决问题的根本方法是第二个。大气污染程度在加剧，北京成了世界上尘污染最严重的城市之一。水环

2、境污染也日益突出。环境污染从城市向农村扩展。某些物种灭绝、植被破坏、土地退化，以及全球性的环境问题正严重地威胁着我国经济的发展和环境的改善。 据我国专家偏保守的估计，每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失占我国国民生产总值(GNP)）的9左右。环境污染寻找一条出路可再生能源太阳能热发电塔式太阳能热发电的参数可与高温、高压火电站一致，这样不仅使太阳能电站有较高的热效率，而且也容易获得配套设备。虽然这种电站的建设费用十分昂贵，美国的电站初次投资为亿美元，成本比例为：定日镜、发电机组、电气设备、蓄热装置、接收器、塔、管道及换热器、其它设备。但随着制镜技术的提高和规模的增大，定日镜成本将大幅度降低

3、。基于规模预计到年塔式太阳能热发电的成本最终可达到约，即每度电美分；基于规模预计到年塔式太阳能热发电的成本最终可达到，即每度电美分。与常规化石能源发电相比，如果算上环境污染的成本，那么塔式太阳能热发电的前景将更加广阔。美国能源部主持的研究结果表明；在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种方式。1. 他没有一般煤炭，石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣，因而不污染环境，被称作“干净能源”2. 到处都可以得到太阳能，使用方便，安全3. 成本低廉，可以再生表3为世界几座大型太阳热发电装置。 5)定日镜场反射面积大于10000平方米，光场年平均效率不小于75%;国家国家8

4、63计划先进能源技术领域计划先进能源技术领域“太阳能热发电技术及系统示范太阳能热发电技术及系统示范”塔式太阳能热发电的定日镜群镜表面形状镜表面形状 由于定日镜距位于接收塔顶部的太阳能接受器较远要求： i. 使阳光经定日镜反射后不致产生过大的散焦把95%以上的反射阳光聚集到集热器内 ii. 克服由于太阳运动而产生的象差陈氏曲面镜陈氏曲面镜 其表面是高次曲面；采用了聚光与跟踪的设计思路；比传统几何镜面（球面或抛物面等）的聚光倍数大幅提高。缺点为缺点为加工技术和成本较高；大型化难度较大。 因此主要用于小型碟式太阳能热发电站 竟面材料竟面材料 要求：质量轻，耐风沙，机械强度高 张力金属膜反射镜 和 玻

5、璃反射镜张力金属膜反射镜张力金属膜反射镜优点优点 由于镜面是用0.20.5mm厚的不锈钢等金属材料制作而成，可以仅仅通过调节定日镜的内部压力调整定日镜的焦点。缺点为缺点为反射率低，结构复杂 (图）玻璃反射镜玻璃反射镜优点优点 重量轻，抗变形能力强，反射率高，易清洁湿化学法或磁控溅射法制备（四层结构的第二表面镜）玻璃（沉积镜子的基体）银层（反射层）铜层（保护金属银同时作为过渡层，降低银和保护漆之间的内应力）漆层（形成保护膜）要求：很好的平整度；整体镜面曲线具有很高的精度加工误差不超过0.1。图镜架及基座镜架及基座 适应： 风沙天气机械强度 紧急情况便于转移独臂支架式独臂支架式（图）具有体积小、结

6、构简单、较易密封等优点，但其稳定性差、为了达到机械强度，防止被大风吹倒，必须耗大量钢材和水泥材料为其建镜架和镜座其建造费用相当惊人圆形底座式圆形底座式（图）（图）稳定性较好，机械结构强度高，且运行能耗少。但其结构比独臂支架式复杂且其底座轨道的密封防沙问题也有待进一步解决三、跟踪传动机构三、跟踪传动机构l 方位角仰角跟踪方式l 自旋仰角跟踪方式方位角仰角跟踪方式方位角仰角跟踪方式是指定日镜运行时采用转动基座(圆形底座式)或基座上部转动机构（独臂支架式）来调整定日镜方位变化，同时调整镜面仰角的方式。自旋自旋仰角的方式仰角的方式 是指采镜面自旋，同时调整镜面仰角的方来实现定日的运行跟踪，这是新的聚光

7、跟踪理论推倒出的一种新的跟踪方法，也叫“陈氏跟踪法”。陈氏跟踪法比传统的聚光跟踪方法能更有效的接收太阳能。传动方式：传动方式：齿轮传动、液压传动或两者结合的方式由于：平面镜的微小变化都将造成反射光在较大范围的明显偏差要求： 消耗功率最小 跟踪精确性好 制造成本最低 能满足沙漠环境要求 具有模块化生产可能性 密封符合要求四、控制系统方式： 程序控制 传感器控制 程序、传感器混合控制（图10上位机）、（图11太阳传感器）、（图12控制器） （“闭环”控制方式原理流程图）存在问题存在问题成本较高技术要求较高大规模生产难度大五、实例五、实例 南京江宁塔式太阳能热发电站定日镜南京江宁塔式太阳能热发电站定

8、日镜是张耀明院士及其团队自行开发的。创造性解决塔式太阳能系统中的关键部件定日镜技术方案不尽合理的难题，有望大幅降低定日镜价格，实现投资大幅降低，从而加快塔式发电商业的步伐。（图）圆形底座式的“玻璃金属框架”结构，长4.85m 宽4.85m 定日镜反射面积约为20平方米镜面中心点高2.0米镜面采用反射率大于等于90%的背面银镜，银镜背面有玻璃背板起保护作用每面定日镜由9块小凹曲面镜构成，整面定日镜成一定曲度，符合反射光的聚光要求定日镜采用闭环式控制方式，每面定日镜装有两个传感器，一个是调节光斑精度的光敏传感器，另一个是调大范围位移的位移传感器。定日镜跟踪定位精度约为2mrad. 南京江宁塔式太阳能热发电站定日镜相关信息相关信息在沙漠上建起农场！在沙漠上建起农场！GO谢 谢 ！ 张力金属膜定日镜返 回（圆形底座式）下一张返回西班牙120平方米定日镜（左）太阳能农场返回返回河海大学和南 京玻璃纤维院 合作研制40m2的定日镜返回36mm玻璃保护起漆30nm铜层70nm银层返回开始是否已到设定的开始时间是否大于设定的光照度是否达到限定位置是否已对准太阳是否已达设定的延时时间差动放大电路跟踪是否已达设定的结束跟踪时间复位待机模拟跟踪电路控制跟踪是是否是是是否否否否是否返回