【正文】 但對(duì)于槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電, 集熱管內(nèi)工作溫度一般在400℃左右,從耐熱性、耐久性等方面考慮, 鋁一氮/鋁涂層不適合在這一溫度下長(zhǎng)期使用的。鋁一氮/鋁涂層是當(dāng)前使用最廣泛, 也是最成熟的選擇性吸收涂層, 它在10℃以下使用時(shí),。一般情況下, 要想達(dá)到高的太陽(yáng)能吸收率a 并不難,難的是要在保持高的吸收率的同時(shí)又要保持低的發(fā)射率。比值越大, 集熱效率越高。目前金屬與玻璃之間的過(guò)渡材料廣泛采用可伐合金, 如4J29等。非匹配封接指膨脹系數(shù)相差較大的玻璃和金屬之間的封接, 封接處應(yīng)力大, 為了消除玻璃和金屬膨脹系數(shù)相差較大而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力, 一般采用兩種方法一是采用延展性好的薄壁金屬管與玻璃封接,靠金屬的塑性變形來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)金屬與玻璃的線膨脹系數(shù)之間差異, 這種封接可分為匹配封接和非匹配封接。溫度過(guò)高, 直接影響其壽命, 甚至出現(xiàn)漏氣。, 對(duì)金屬封蓋與玻璃之間的膨脹系數(shù)的差別要求低, 。熱壓封技術(shù)具有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn):, 低于玻璃的應(yīng)變溫度, 封接后可以不退火。熱壓封是利用塑性較好的金屬作為焊料, 在加壓、加熱的條件下, 將金屬封蓋和玻璃封接在一起。金屬與玻璃之間的聯(lián)接方式主要有: 膠聯(lián)接、密封圈聯(lián)接、熱壓封聯(lián)接和熔封聯(lián)接等。 如何最大限度提高集熱面的問(wèn)題。 高溫下的選擇性吸收涂層問(wèn)題。具有良好的保溫性能。 在高溫下具有較低的輻射率。真空集熱管的性能要求是: 吸熱面的寬度要大于光斑帶的寬度, 以保證聚焦后的陽(yáng)光不溢出吸收范圍。 玻璃管與金屬管夾層內(nèi)抽真空以保護(hù)吸收管表面的選擇性吸收涂層, 同時(shí)降低集熱損失。重力熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、工作可靠, 已在許多行業(yè)中發(fā)揮巨大作用,在太陽(yáng)能熱利用中也已取得優(yōu)異成績(jī)。熱管的用途、種類(lèi)和型式很多, 常用的分類(lèi)方法有：1按熱管管內(nèi)工作溫度分為：低溫?zé)峁?、常溫?zé)峁?、中溫?zé)峁?、高溫?zé)峁埽?. 按熱管工作液體回流動(dòng)力分辦吸液芯熱管、重力熱管、重力輔助熱管、旋轉(zhuǎn)熱管等；：銅一水熱管、碳鋼一水熱管、鋁一丙酮熱管、不銹鋼一鈉熱管等。熱管的工作原理是當(dāng)熱管的一端加熱段受熱時(shí), 這一段管內(nèi)蒸發(fā)段的工作液體蒸發(fā)汽化, 蒸汽在壓差下流向熱管的另一端（冷凝）段放出熱量傳給管外（冷卻段）的冷卻介質(zhì), 冷凝段內(nèi)蒸汽凝結(jié)成液體, 液體在多孔吸液芯的毛細(xì)力作用下, 回流至蒸發(fā)段, 循環(huán)使用。管內(nèi)抽成負(fù)壓后, 充以適量的工作液體, 使緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細(xì)多孔材料中充滿液體后加以密封。 熱管技術(shù) 熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件, 它依靠自身內(nèi)部液體工質(zhì)的相變傳輸熱量而無(wú)需外加動(dòng)力, 具有傳熱效率高、等溫性能好、熱流密度可以自動(dòng)調(diào)節(jié)、熱流方向具有可逆性、熱二極管和熱開(kāi)關(guān)特性、結(jié)構(gòu)可以按需要靈活布置及高可靠性等特點(diǎn), 其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和傳熱特征在工程中已得到了廣泛的應(yīng)用和研究。 2020——2030 年, 中國(guó)的太陽(yáng)能熱發(fā)電會(huì)以平均每年1——2GW左右的速度發(fā)展。在未來(lái)5——10年內(nèi)累計(jì)年增長(zhǎng)率將達(dá)到17%——27% 。聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電( CSP)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最樂(lè)觀的預(yù)測(cè)是到2030 年CSP 技術(shù)可占到電力供應(yīng)的7%,到2050年進(jìn)一步增長(zhǎng)到25%。我國(guó)在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面剛剛起步, 一些地方開(kāi)始建設(shè)相關(guān)電站。能夠生產(chǎn)玻璃鏡基板的企業(yè)產(chǎn)能如表所示。將銀液和還原劑同時(shí)均勻噴涂于超級(jí)敏化層上產(chǎn)生均勻的銀層, 用鈍化劑對(duì)銀層進(jìn)行鈍化, 將鈍化后的玻璃用高壓風(fēng), 通過(guò)風(fēng)刀吹掉水及其化學(xué)反應(yīng)殘物, 并用加熱的方法將其烘干, 通過(guò)淋漆機(jī)均勻的將底漆淋于鈍化層表面, 再將面漆通過(guò)淋漆機(jī)均勻的淋于底漆上, 然后涂上環(huán)氧丙烯酸涂層的抗紫外線保護(hù)漆, 烘干,最后進(jìn)行鏡面的清洗、檢驗(yàn)、包裝入庫(kù)。用滾刷去除留在基片上的拋光劑等雜物, 并用去離子水進(jìn)行清洗, 使玻璃基片上表面有一個(gè)非常潔凈的表面。 太陽(yáng)能光熱發(fā)電用玻璃技術(shù)將超白玻璃基片按照要求切割成一定規(guī)格尺寸, 在對(duì)其進(jìn)行磨邊、清洗, 然后送入平彎結(jié)合的鋼化爐進(jìn)行鋼化成型, 再通過(guò)人工或機(jī)械吸盤(pán)置于上片臺(tái)上, 根據(jù)輸送軌道上的速度保持基片間留有3——5 cm 的間隙。構(gòu)建太陽(yáng)能熱電一光電復(fù)合發(fā)電效率模型與優(yōu)化設(shè)計(jì)理論, 研究各子系統(tǒng)的特性參數(shù)對(duì)系統(tǒng)總轉(zhuǎn)換效率的影響,建立太陽(yáng)能高效熱電一光電復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法, 實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的最佳匹配。 熱電——光電復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能熱電一光電復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)由聚光系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、聚光光伏系統(tǒng)、熱電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)組成在聚光、分光條件下, 各子系統(tǒng)中的能量傳輸特性和能量轉(zhuǎn)換特性, 是提高復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)效率、降低系統(tǒng)成本的基礎(chǔ)性科學(xué)間題。采用常規(guī)太陽(yáng)能熱發(fā)電循環(huán)和低溫有機(jī)制冷劑朗肯循環(huán)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng), 通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)對(duì)余熱進(jìn)行再利用, 從而提高太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率、降低發(fā)電成本。太陽(yáng)能分散性強(qiáng)!能流密度低的特性, 適合得到低溫?zé)嵩? 與低溫有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)有著潛在的聯(lián)系。h)，具備了與傳統(tǒng)化石能源競(jìng)爭(zhēng)的能力。 減少了蒸汽輪機(jī)的抽氣流量，優(yōu)化系統(tǒng)效率，同時(shí)減少了煤炭的消耗量。h)。光煤互補(bǔ)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)，提高了電廠運(yùn)行效率3%——5%，減少了2000t溫室氣體排放。該系統(tǒng)利用燃煤電站工作介質(zhì)溫度變化范圍大的特點(diǎn)，采用集熱部件，與給水系統(tǒng)螯合，通過(guò)給水的預(yù)熱，減少煤炭的消耗量，提高整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率。光煤互補(bǔ)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)( Solar Aided Coal Fired Power Generation) 于20世紀(jì)90年代提出，目的是解決目前太陽(yáng)能熱發(fā)電成本高和系統(tǒng)效率較低的問(wèn)題。此外，通過(guò)傳統(tǒng)化石燃料的調(diào)節(jié)，能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行。 發(fā)電成本: 17美分/( kW 根據(jù)NREL的評(píng)估，ISCC電站的投資成本約為1．5美元/W，發(fā)電成本約為8美分/( kW 當(dāng)年貢獻(xiàn)率增至9%時(shí)，太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)化效率降至32%——33%。ISCC 電站實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效利用，使聯(lián)合循環(huán)電站的效率達(dá)到65% 以上。鏡面積120m2的定日鏡(西班牙研制) 太陽(yáng)能混合發(fā)電技術(shù) 太陽(yáng)能燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)技術(shù)（ISCC）ISCC( Integrated solar bined cycle) 最早由Luz公司于90年代提出該系統(tǒng)是在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)的基礎(chǔ)上，采用槽式集熱系統(tǒng)作為太陽(yáng)能鍋爐，從給水系統(tǒng)中抽取高溫給水送至太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生高壓飽和蒸汽，再送回鍋爐中進(jìn)行過(guò)熱和再熱。Solar One 試驗(yàn)電站示意圖美國(guó)在塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)方面, 除建成Solar Two電站外, 還開(kāi)發(fā)研制了一種新型的張膜式定日鏡,其反射鏡由鍍銀聚合物薄膜覆蓋于薄金屬箔上制成, 然后張緊到金屬構(gòu)架上, 。定日鏡由反射鏡、跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏡架及基座組成, 是塔式電站最關(guān)鍵也是最昂貴的部件, 美國(guó)Solar 2 億美元投資中, 定日鏡占52%。但總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的水平還不是很高，國(guó)產(chǎn)太陽(yáng)跟蹤器的精度也不是很好，還有待提高。集熱裝置固定在臺(tái)架平面上，水平轉(zhuǎn)臺(tái)相當(dāng)于集熱裝置的方位軸，由一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，繞垂直于當(dāng)?shù)厮矫娴妮S旋轉(zhuǎn)，對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。近年來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能檢測(cè)中心開(kāi)發(fā)出太陽(yáng)能集熱器性能測(cè)試系統(tǒng)，其中就包括了太陽(yáng)跟蹤器。按焦線位置的不同，單軸跟蹤分為三類(lèi)：南北地軸式、南北水平式和東西水平式。但此種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修成本高，性?xún)r(jià)比不如單軸跟蹤好。用于太陽(yáng)能發(fā)電的跟蹤方式按照入射光和主光軸的位置關(guān)系可分為兩軸跟蹤和單軸跟蹤。因此,需要開(kāi)發(fā)適用于太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的高次曲面, 尋找低成本的高次曲面加工工藝, 探討自適應(yīng)光學(xué)在太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用, 實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射高精度低成本的跟蹤預(yù)測(cè), 進(jìn)而提高聚焦溫度, 減少光學(xué)損失。即使在人射角變化的情況下,也能夠有效地消除太陽(yáng)光斑的像差, 從而使聚光的倍數(shù)大大增加, 并且可以實(shí)現(xiàn)聚光與跟蹤同時(shí)進(jìn)行的設(shè)計(jì)模式。上世紀(jì)80年代自適應(yīng)光學(xué)在近代精密光學(xué)中取得很大成功, 但由于控制系統(tǒng)極其復(fù)雜且價(jià)格高昂, 在太陽(yáng)能上應(yīng)用一直是個(gè)難題。 跟蹤技術(shù) 現(xiàn)有的太陽(yáng)能跟蹤方式主要有2 種:單軸跟蹤系統(tǒng)(槽式熱發(fā)電系統(tǒng))、雙軸跟蹤系統(tǒng)(塔式熱發(fā)電系統(tǒng)及碟式熱發(fā)電系統(tǒng))。Rein Buck 等人提出了一種新型的雙重接收器,結(jié)合了空腔式和管式接收器的特點(diǎn)。后來(lái), 金屬絲網(wǎng)逐漸被SiC或氧化鋁材料所取代。Solar Two 仍采用管狀接收器, 工作介質(zhì)為熔鹽, 在平均太陽(yáng)輻射能流密度430KW/㎡條件下, ,將進(jìn)口溫度為288℃的熔鹽加熱到565℃,經(jīng)管道和泵輸往熱鹽罐儲(chǔ)存。新型空腔式接收器置于有壓容器中, 陽(yáng)光通過(guò)拋物面狀石英玻璃窗口進(jìn)入容器。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站Sofar one采用的是管狀接空腔式接收器最早應(yīng)用在PHOEBUS系統(tǒng)中,利用金屬絲網(wǎng)直接吸收太陽(yáng)輻射,溫度可高達(dá)80℃。金屬接收器的整體密封性、導(dǎo)熱性、承壓能力較好, 但耐高溫性能比非金屬差。直接照射接收器也稱(chēng)空腔式接收器, 特點(diǎn)是接收器向載熱工質(zhì)的傳熱與入射陽(yáng)光加熱受熱面在同一表面發(fā)生, 由于特定形狀的內(nèi)表面具有幾近黑體的特性, 可有效吸收入射的太陽(yáng)能, 避免選擇性吸收涂層的問(wèn)題。間接照射接收器向載熱工質(zhì)的傳熱過(guò)程不發(fā)生在太陽(yáng)照射面,工作時(shí)聚焦入射的太陽(yáng)能先加熱受熱面, 受熱面升溫后再通過(guò)壁面將熱量向另一側(cè)的載熱工質(zhì)傳遞。 塔式接收器位于定日鏡群中央的高塔上, 將定日鏡捕捉、反射、聚焦的太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為可以高效利用的高溫?zé)崮? 加熱工作介質(zhì)至50℃以上,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能。與真空集熱管相比，腔體吸收器具有較低的直射能流密度，且腔體壁溫較均勻，熱性能穩(wěn)定，集熱效率高，無(wú)需光學(xué)選擇性涂層，只需傳統(tǒng)的材料和加工工藝，成本低且便于維護(hù)。玻璃金屬太陽(yáng)能集熱管是一種新型的集熱管，目前在我國(guó)還處于開(kāi)發(fā)階段，它比全玻璃真空集熱管的效率高若干倍，熱循環(huán)要好，不會(huì)發(fā)生管的凍裂，堅(jiān)固耐用，可做成大、中、小各種太陽(yáng)能集熱管，是一種理想的器材。真空集熱管的優(yōu)點(diǎn)為：選擇性涂層可以提高陽(yáng)光的吸收率減少其發(fā)射率；真空夾層使兩管間的對(duì)流熱損失為零；玻璃管外徑較小，并且透明，既可減少對(duì)陽(yáng)光的遮影，也可降低外表面的對(duì)流熱損。 吸收器槽式系統(tǒng)太陽(yáng)能吸收器的主要發(fā)展趨勢(shì)為真空集熱管和腔體吸收器。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些高等院校與企事業(yè)單位對(duì)槽式拋物面聚光器做了不少單元性試驗(yàn)研究，長(zhǎng)12m的槽式聚光器。目前，開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是提高聚光器的效率，如提高反射面加工精度、研制高反射材料。槽形拋物面鏡聚光集熱器是反射式聚光器中應(yīng)用較多的一種。 聚光器 太陽(yáng)能是一種低密度能源，收集太陽(yáng)能對(duì)聚光器的精度要求很高。程曉敏等對(duì)Al7%Si合金、Al7%Si4%Cu合金和Al33%Cu進(jìn)行了DSC分析, 、。陳德明等提出了將鉛鉍共晶合金用于太陽(yáng)熱發(fā)電高溫傳熱工質(zhì)的構(gòu)想并分析計(jì)算了其熱經(jīng)濟(jì)性等。張仁元等對(duì)AlSi相變儲(chǔ)能材料的儲(chǔ)熱性能及熔化傳熱的研究較多, 建立了AlSi相變儲(chǔ)能熱風(fēng)熱水系統(tǒng), 并探索了AlSi相變儲(chǔ)能在太陽(yáng)能熱發(fā)電中的應(yīng)用。( S i 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同, 數(shù)值將不同)。高溫相變儲(chǔ)能材料A lSi合金熔融潛熱大, 固相導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)180W/(mK),而熔鹽一般導(dǎo)熱系數(shù)都較低。 1980年美國(guó)Birch enall 等采用合金作為相變材料,提出了3 種典型狀態(tài)平衡圖及計(jì)算二元合金熔化熵和熔化潛熱的方法。2組分組合潛熱材料與單組分潛熱材料相比，儲(chǔ)熱能效提高了70%以上；3組分組合潛熱材料與單組分潛熱材料相比，儲(chǔ)熱能效提高了120% ；5組分組合潛熱材料與單組分潛熱材料相比，儲(chǔ)熱能效則提高了170%。在組合式潛熱材料儲(chǔ)熱系統(tǒng)中，潛熱材料的組合方式主要有2種：一種是沿傳熱流體流動(dòng)方向分別放置相變溫度不同的多種潛熱材料儲(chǔ)熱單元；另一種是在同一儲(chǔ)熱單元內(nèi)或沿垂直于傳熱流體流動(dòng)方向上，合理組合放置相變溫度不同的多種潛熱材料。因此，研究各種不同組分的鋁合金在高溫條件下的抗氧化性、熱循環(huán)穩(wěn)定性、腐蝕性和相變潛熱變化等具有重要的意義和價(jià)值。由于合金中的某些組分被選擇性地溶解，許多耐熱耐腐蝕合金的耐鋁腐蝕性能甚至比碳鋼還差。以AlSi合金為例，除了致密陶瓷如氧化鋁瓷以外，幾乎所有的金屬都不耐高溫(700——900℃ )熔融鋁的腐蝕，因?yàn)殇X與大多數(shù)金屬和非金屬形成熔點(diǎn)較低的共晶體。與金屬材料顯熱儲(chǔ)熱不同，鋁（Al）合金作為潛熱儲(chǔ)熱材料時(shí)，具有儲(chǔ)能密度大、儲(chǔ)熱溫度高、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱系數(shù)高等良好特點(diǎn)，具有很高的性?xún)r(jià)比。美國(guó)和西班牙在20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了合金潛熱儲(chǔ)熱材料的研究和應(yīng)用。相同酸根的離子更容易混合后得到不同溫度范圍的共晶物。鹽類(lèi)潛熱儲(chǔ)熱材料的特性主要表現(xiàn)在以下幾方面：①使用溫度范圍廣（280 ～850℃），且具有較好的穩(wěn)定性；②蒸汽壓低；③儲(chǔ)熱密度較大；④導(dǎo)熱系數(shù)較好；⑤吸熱放熱過(guò)程近似等溫，易于控制。鹽類(lèi)材料與金屬材料均可用作潛熱儲(chǔ)熱材料。當(dāng)量直徑比的增加會(huì)減小溫躍層區(qū)的沿流程方向的溫度梯度，增大溫躍層區(qū)占據(jù)的長(zhǎng)度，影響儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱性能。提高混凝土導(dǎo)熱系數(shù)可以有效提高儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱性能，并且隨著導(dǎo)熱系數(shù)的增加，放熱效率的增加會(huì)逐漸變慢。根據(jù)文獻(xiàn)的研究結(jié)果，溫躍層的發(fā)展對(duì)于儲(chǔ)熱系統(tǒng)的效率具有重要影響，溫躍層占據(jù)的長(zhǎng)度越小，儲(chǔ)熱系統(tǒng)的效率越高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著放熱的進(jìn)行，溫躍層占據(jù)的長(zhǎng)度也逐漸增加。隨著放熱的進(jìn)行，更多的上游區(qū)域放熱完畢而不斷變成低溫區(qū)，溫躍層逐漸向下游移動(dòng)。由于放熱時(shí)高溫混凝土釋放熱量后溫度逐漸降低，流體吸收熱量后溫度沿著流程逐漸升高，這導(dǎo)致了放熱時(shí)固體混凝土和流體沿著流程方向都存在一個(gè)溫躍層區(qū)域。朱教群等采用鋁酸鹽水泥作為膠凝材料, 向其中添加熱容大的天然玄武巖、工業(yè)廢銅礦渣等作為集料以提高其熱容, 添加熱導(dǎo)率高的工業(yè)石墨粉以提高其熱導(dǎo)熱率, 添加復(fù)合高效減水劑以降低用水量和提高其強(qiáng)度來(lái)制備可用于太陽(yáng)能熱發(fā)電的高溫儲(chǔ)熱混凝土。1995——1998 年DLR 沒(méi)獲得項(xiàng)目的支持, 2001——2003年獲得WESPE項(xiàng)目的支持。國(guó)內(nèi)外研究高溫混凝土作為儲(chǔ)熱材料在CSP中應(yīng)用的單位有德國(guó)的DLR、武漢理工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院電工所等。美國(guó)阿肯色大學(xué)的Skinner等開(kāi)發(fā)了可以耐500℃高溫的混凝土，并使用熔融鹽作為傳熱流體對(duì)混凝土儲(chǔ)熱模塊進(jìn)行了測(cè)試，并且驗(yàn)證了添加界面緩沖材料對(duì)于克服混凝土開(kāi)裂問(wèn)題的有效性。德國(guó)宇航中心（ DLR ）Doerte Laing 的團(tuán)隊(duì)針對(duì)混凝土儲(chǔ)熱技術(shù)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，包括