太陽能中高溫集熱器及應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-05-26 05:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 四、槽型拋物面高溫太陽能集熱器 槽型拋物面高溫太陽能集熱器基本結(jié)構(gòu) 由槽式拋物面反射鏡、高溫真空集熱管、跟蹤裝置等幾部分組成。這種集熱器可以將運(yùn)行溫度提高到 400℃ 左右，是目前太陽能熱發(fā)電最成熟的集熱技術(shù)。 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 高溫真空集熱管 高溫真空集熱管結(jié)構(gòu)如圖所示，它是由太陽能吸收管、玻璃罩管、金屬管、環(huán)形空間、玻璃 金屬過渡元件、向內(nèi)指向套環(huán)、向外指向套環(huán)、伸縮平衡裝置、可折疊法蘭、聯(lián)接裝置等構(gòu)成。其關(guān)鍵技術(shù)有下列幾個(gè)方面： 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 ①罩玻璃管的減反射涂層 大部分的涂層有一個(gè)這樣的缺點(diǎn)，即時(shí)間久了膜層容易從高硼硅玻璃上脫落。因此，高溫發(fā)電管集熱器要具有獨(dú)有的減反射涂層，膜層能夠不受侵蝕而可以保持一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間。 與此同時(shí)該減反射涂層使得超過 96%的太陽光能夠透過罩玻璃管。高質(zhì)量的玻璃管與高透射率的減反射涂層，透射率大于 96%，抗腐蝕能力強(qiáng)。 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 ②鋼管的太陽選擇性吸收涂層 該吸收器中心的鍍膜管是由鋼制成的，鍍膜管必須要有高吸收率和低發(fā)射率，吸收率應(yīng)達(dá)到 95%左右，在溫度 400攝氏度時(shí)，其發(fā)射率不大于 14%。 ③罩玻璃管與鋼管的熔封 玻璃與鋼管之間的封接一直是一個(gè)很難解決的問題。鋼管與玻璃光學(xué)膨脹系數(shù)的差異，是由金屬與玻璃之間一個(gè)連接法蘭來抵消的，該連接是由金屬制成的。堅(jiān)固的玻璃金屬封接，是采用金屬材料和相匹配的膨脹系數(shù)玻璃的全新結(jié)合，鋼管與玻璃之間的封接能夠經(jīng)受住強(qiáng)烈的天氣變化。 ④簡捷的法蘭連接 : 因?yàn)槠溥B接法蘭特別短，使得整個(gè)集熱器管的采光面積達(dá)到整個(gè)管長度的 96%以上。 ⑤優(yōu)秀的真空品質(zhì) 先進(jìn)的元件去氣工藝和優(yōu)良的排氣工藝保證高溫管的真空維持。 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 拋物面反光鏡 拋物面反射鏡是槽式中高溫集熱系統(tǒng)的核心部件之一，形狀是拋物線式的?？筛鶕?jù)不同的用熱需要設(shè)計(jì)不同的開口大小。 拋物面反射鏡分玻璃鏡面，陶瓷鏡面，金屬鏡面等。根據(jù)所需要的溫度不同可采用不同材質(zhì)的反射鏡面。金屬鏡面可采用進(jìn)口材料，具有極高的反射率，反射率可達(dá) 95%以上，可以收集太陽能漫反射光線，并將光線進(jìn)行整理聚焦，可以有效提高集熱器工作溫度。 太陽能跟蹤系統(tǒng) 拋物柱面槽式聚焦集熱器只能收集太陽的直射光線，而對(duì)散射部分無能為力，因此集熱器的聚光系統(tǒng)必須使光軸指向太陽，即跟蹤太陽。由于太陽時(shí)刻處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再加上自然天氣隨時(shí)變化，因此全天候全自動(dòng)太陽跟蹤裝置的設(shè)計(jì)就成了一個(gè)難點(diǎn)。 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 太陽能熱發(fā)電跟蹤系統(tǒng)按照入射光線和主光軸位置關(guān)系可以劃分為兩軸跟蹤系統(tǒng)和單軸跟蹤系統(tǒng)。兩軸跟蹤要求入射光和主光軸方向一致；單軸跟蹤只要求入射光線位于含有主光軸和焦線的平面內(nèi)。兩軸跟蹤根據(jù)太陽高度角和赤緯角的變化情況而設(shè)計(jì)，它具有最理想的光學(xué)性能，是最好的跟蹤方式，能夠使入射光與主光軸方向一致，獲得最多的太陽能。但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修成本高。單軸跟蹤型只要求入射光線位于含有主光軸和焦線的平面就行，且結(jié)構(gòu)簡單，跟蹤精度要求不高或陽光充裕的地方一般優(yōu)先考慮單軸跟蹤。 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng) 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是利用聚光太陽能集熱器將太陽輻射能收集起來，加熱水或通過其他傳熱介質(zhì)加熱水，使之產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。也就是說，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是先把太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，然后把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 五、中高溫太陽能集熱器應(yīng)用 太陽能工業(yè)應(yīng)用 — 概述 中國 歐洲 熱力能耗占工業(yè)能耗的 53% 熱力能耗占工業(yè)能耗的 67% 電力能耗占工業(yè)能耗的 47% 電力能耗占工業(yè)能耗的 33% 工業(yè)能耗占全國能耗的 70%，并且逐年遞增 工業(yè)用熱溫度大部分在 80 ℃ ~250 ℃ 之間 太陽能熱利用設(shè)計(jì)師培訓(xùn)教材 講師：馬迎昌 主要應(yīng)用領(lǐng)域： 造紙，食品，煙草，木材，化工，醫(yī)藥，紡織，塑料等 上述行業(yè)的能耗占工業(yè)總能耗大于 % 根據(jù) 2022年年鑒，八個(gè)行業(yè)熱能總消耗為 ，表中為太陽能替代熱能消耗 10％ 折算成集熱器面積計(jì)算結(jié)果； 潛力：
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