白户
的助
寿
蹬 室考
对
我 国 发 展 太 阳 能热 发 电 的一 点看
法王 楠
国 家亦 发改委能 源
局项
目 理管办 公 室、
,
北
京
。摘
要大 破突,
太阳 能热 电是 大 规发模 开 发 利 用 太 阳能 的 一个 重 要 技 术 途径 目前 国 外塔
式
。
、
由 于关 键技 有 术待
重
。槽式
、
碟式 系 统 都还 面 临 着 资投
,大
成 本高的 问
题
本,文 析分了塔 式
、
槽式 权
,
、
碟 式 现 三行种 技 术 路线在 我 国 推广 应 用的 技术 难 点。
提
出了 一新个 分 型 式立 太 阳能热发
仅不 具有 完全 自主 知 识 产
电
技术 路线
这 项新 技 术 建 立 太 在阳 聚 跟 光踪 理 论突 破 的 基础 之 上
而
比且国 外 现 行 热的发 电 术 技 为更经 济 高
关健 词
效太 阳 能热
发
塔电式系统
槽 式系统
碟 式
统系一
新 分型立 系式统
一
一中 分圈类号
献 标 识码
文
章文 编号,
,
一
,
,
一
一,
,一
一
一
一
阳太能 热 电是发 光伏 发 电技 以外术的 另 一有 大发很 潜展 力太的 阳能 发电 技术。
一 些
达发国 开 家 始关 注 具有 更
高 有些地 方也 在 筹划 巨 资 进 买国外
的 式或槽塔式 太 能 热阳 发电系
统设备
,
能 源 利用 率 效太的 阳能 热 发 技电
它是 将
,
太
术
,
并 相建 继立 起不 同 型 的式
示。
在 国
内建设 大规较模 的 。
阳 能聚 集起 来产 生 高 温 热 能
加
。
范
置装
根 据
阳 太能 聚 跟 光 踪
,
、理
级示 范 电站
对
于这 热种潮
,,
工热 作介 来 驱质 动 电机 发发 电
,论
和实现 方 法的不 同 已 出 经现 了 塔 定式 日 镜
笔者 禁有不 担些 忧甚 至 里
疑国 技 术外 本 身未成尚熟
除 高了 温热能 的 产 生 来 自太阳 之外 其 他 成 部组分 与常规 发
设 电类备
。
槽似 线式聚 焦 和碟
式,
点 聚
焦
不种同 技 术路 线 太的阳
目前 只 槽有式 系 ,
产 业 化 存尚 困 在难 技术 突破
,
,还有 待 大重
此因
,
实现
太 阳能光
热发 能系电 统系统
、
转 热换的 聚 光接 收器 能 否 做 高到效率
、
实现 了商 业统化 范 示运行 近两年来
,
式塔
。
低成 本 太 是 能阳 发热
。
电碟
式 统系 仍处 示 于 范段阶
年 多年 的 探 索热发电 技术 产业 化 在 国外也 进 非 展缓常 慢即 是使 目 前已经
。
经
能 过否 实 现 业 化 的关 键
商 内一 些国学 者积
,
商 示业范 运 行 槽 的式系 统
,
管尽
第
一 次 石 油 危 机 之 后 欧美
收稿 日期 者简作介,
,
极 呼
吁 开 展 阳太 能 热发 电 示范
热 发 电
成 本已 经 做 低到于 光 伏
一
一
王亦
楠
一
,
女
,
年 毕 业 清华于大
,
获学 工得 硕 学士学 位
,
, 年业毕于 北 京 大学
,
得获科 学术技哲 学博 学士位
。
,
副
研 究员工 作 于 家国改发 委 源 能 局 国可 中再 能 源 生规模 化 展发 项目理管 办 室 目前 重公点 研 究方 向为 国中 可再生 源能的规 模 发展
卜 ,化门
卷第 第
期
月年
丫曰
石
吞味 啼
寿 忿前 着
发 成 电本,
户曰塔
式太 能 阳 热 发 电 统系是 在 空 旷平地上建 立 高大 塔的
顶 装 安 固 一 定 接个 器收,
但却并 没 有 像 光发伏
。
比 较 讲究的 塔 式 系 的 设统计 中
,
市 电那 场样 现出 速快 增长
太
阳
塔
对 不 同定
的日
镜开 采始用 不 ,
同曲
能 热
发 电的产 业化 还 待 关 键
有
相于当
率
半 径的 球面
以
减 太小阳 在塔 ,
术 的技更大 突破
,
比 如 提高 太阳、
锅
炉日镜
,
,
塔 的周 安 围置 大量的定
聚上 焦光 斑 的 尺寸
跟 大着 增幅
。
长 光但学设 计
聚光 接 器受 效 的
率开发先 进
的
将太 阳, 光聚集并 射 反塔
到,
复 杂性 大 大增 加 导 致制造 成 也
本众 多定 的日 镜围 中心绕塔 而
热 储 技 术 存等
等
。顶 接的 收器 上产 生 高 温
。
接收
器国
外 技 术 直接照搬 过 用来得值 研
究内生成 的 高 蒸温 汽推 动汽 轮 机
在我 国特殊 候气 条件 是下否 适
塔 与式
、
碟
式 系统
来发 电 图
为美 国塔 式太 阳能 热发 电 站 的 照 片
较早
,
建立
。
,
占地
积 面 大 巨央中塔的建
,
立 必
须保 要 各证个 日镜定之 间
互比相差
,
,
式槽 系 统 的抗 性风 最能
,
尽 管塔
式热发 电 系统 起步人 们 一也 直希 通望 过尽
可
,相 不能 阻 挡 光线
目前 的
式 电槽站 多 处于少 风
各 定 日 镜个之 间 的 距离随着 它们 与中心 塔 距
离
,或
无风 区
区 往往 多风
地
而 我 国阳 光 足 地
富
能 的多定日 镜
将太 能量 阳聚 集
,
的
加增 而 大幅 度 增长
而因塔
。式
、
大风
甚 至 尘幕 频
沙几到十 兆 瓦 的水 平困
重难 重,
但是塔 式系
热,发 系 统电 的 占 面地 积 着随 率
功起
,范
直 接
照搬 话的其 适 用性 非常
。
统
的造价 直一居 高 不 下镜 统系的设 计
。
业产 化
值 得
疑
怀,
如果 我 国开 在展示
其根
原 因本在 于定日
目 典 前 型塔 的
式
等级 的 增 而加呈 指 数 性激 增 各个定 日镜 需要单 独 进行 两维
控 制 控制 系 极 统 复 其杂在塔
,
必 增 须 强 槽式 统 的系抗 风 能因而 成 必 然 本 要在国 外 有
,已
力
,
热
发 系电 统的
定 镜日 都有 两个
式统 系中 此,
,
各 个
日镜定 相对于
,
中因
示
范 基 础 上 大大加 经 运增行 的那 样 乐 观 因
,此。
并
像非已
特点 一 是 定 日镜 反的 面 射 乎几 都 采用 普 的通 球 面 或平 定面
镜日,
心塔有 着不 同的 朝 和 距向离
二是
每个 定 日 镜 的跟 踪 都要 进行
鉴 , 国 内 于前对目
,塔
跟 踪 都的使 用传 统 的方
。
单 独
的 两维 制
控的 控制各 不 相 同
各且个 定日
式镜
、
式 槽 系 统比 热较 衷的 势
形 位仰 角公 角式
两 这 个设计特 点
,
这
就极 大 增
的
。
本下文 拟 谈 谈不同 看的法 特别
,
导 塔致 式 太 能 阳 光接 聚收器
存
加 控 了 制系统 的 复 性杂 安和 调
装是
多年以 来国 外 技 术 本 身 临面
在着 以下难 以 克 服 的问题
阳在塔上太聚 焦 的光 在斑
一 天
之
特 别 试 是 光 学调 整的难
度 了 为 少 众 多减 定应
,效
产 业 的化 障碍 以 及在 我 国 应 用
的难
同 困时 介 绍 一个建 立 太
在、
日镜
余 弦
。
内 呈的现 大 度 幅变
化
,导致
中
塔 心必须 建 得 足 够 才高塔 式热 发 电的 心中塔 高
阳 聚 光
跟踪 论 理破 突 础基 之上
聚
光 光 强 幅大 度 波 阳动运 动 而 产 生的 像差,
通 普球 面
于由太 阳
行
国美已经 建 成的
一的 个更为 经 济
更 高效 为 且又。
或 平面 反 射 镜无 法 服 由于 太克达
成本 ,
具 有
完 全自 知 主识产 权 的新 型分
立式 太 能阳热发 电技术
多米
。
这样 高 塔的 仅 不
不盘的面 效应
, 个 反 各射 在 中央
,
镜可 免 地 增避 加 式塔系 统的 热发 电
塔
式 太 阳 能热 发 电 技 术的 产 业化 障碍
塔 上 形 成
光的 斑 大 小随着 它 与
而
且无 适 应 法 我国北 多
部。
中
心塔
的 距离 增加 而 线 性 长增
风
地 区的工 作环 境
塔
上 后 最形 的成
由 于
上 述这 些 问题 发系电 统尽 管 以 实可现,
,
塔式 热℃的
太
聚 焦阳光斑
一在 天 内可之以
聚随焦 高 温 但 一 直面临着 位 装机单
定
日镜 场 的大 小 从
米 变化几到几
容 量投 资 大过的 问
题 系统的初 投资成本 为 元万
,,
前目塔
式
万一
十米 之 大因此 光光 强聚出 现大 幅
波动 个定度
,
,
而且 价造降 非 低 困常
难
所 塔以式 系 统
多年
来 始终
。
再
上各
加日
镜
不的同
,
停在 留 示范阶 段 而 有 没 广推开 来 槽式太 阳 能热发 电技 术 的 应用难 点槽式太 阳 热 发 能电系 统 利是
用圆 柱抛物 面 槽的 式 反镜射 将 太阳
焦 到聚管 状接的收 器 上
,
余
弦 应
效塔
式系 左
右
。统 光 热 转的换 效
仅 为
率图 美国
。
塔
式 太 阳 热能 发电站
尽
目前管在 些一
并
将 卜, ‘户去
峨,
丫 时,
“喇
命
第
卷
第
期年
月
白
户
镜 一运 起动
,
“
的
寿忿 幸室
,
而因
能 接 收阳 也 器不固 定
随着碟形
,导致
个系整统 的机械 装 置比较
重笨,
反 射 跟 踪 镜太 阳 的运 动而 动
运克
服 了塔式 系 统 大较余 弦效
应的损 失题 问高
。提
而且 热 管 连
,
的
,
热光 转 换 率 效大
大,
接
节必 须 是活 动性的 这 种结构 保
。
槽和式 不 同是
,的
碟
式接
收
器 将 太 聚阳 焦 旋 转于抛 面物的焦
点 上
图 而 槽式 收 器接 将太则
。温
为 较困也容
难易
坏损
阳
聚 焦于 柱 圆抛物 面的焦 线
上,
槽
式系统 抗的 风能 较 力
图差
是
碟 式系 统的代表 性 案例。
不
,国美 州
加。
荒 淇 建 上 的成 抽 式 阳太 能热发 电站
适
宜 作工在风大 区 图
公地司 碟 式的一 斯 美 国特 热机林太 阳 能发 电 系统
—,
电站
中
碟 式 热 发 系 统电的优 点
光 是 转热换 率 效高达 右 在,
管
内传 热 工 加质
国加热
州槽
式系统商
每
个槽式 反 射 都 镜是 宽的一
阻 大
很
长,,
、
左
业示 范 运 行 典的 型 代 表 位 是于 美
大个 体整 面镜 风
类 系
统 中位居 首
位,
沙
漠 上的总 装 机的
,
因此 国 外现 有 的 式槽 太
,使用
活灵
既 可作以分 布 式系
统。
容 为
量,
槽座 太式阳
阳 能热发 电 统系一 应 用般于 无风 或 微 风 荒的漠地区
单独供 也 电 可以并 发 网电 碟式系 统
的缺 是
点 热能发 电站 年 发 电总 为
从
量
,亿
与我 国
造北价昂 贵在
,,
世
纪、
年 代 初 始
。开、
方
多风 甚 至 大 的风气 候 条 件 有很
大异
,
差
种系 统中 也 是位 居 位
万
一
首目前碟
并
网 行 照运片 图
目 前见塔式
,
在 我
国 应用必 须要 改,
式热发 电 系 的统 投初成资高本达万元
,
式槽
碟式
种
变 或加 反强射 镜 的撑 支构 以 增结 加 槽式 系 统 抗 的 性 风
电成能在本 目 国前
这
外尽
可以
,管
系 统 中 只
有槽 式 现 实了商 运
业
。行
碟
式 系 统 的聚 光 比 常高非达
到℃
通
过 技 术 不断改进和 电 站 规
样 ,必 然导 致 投初资 成本和 热 美发元的水 平上 幅大,
的
高 温 但 对是于 ,
不 模断扩 大美 加 国 州漠 的槽沙 式发热电 系统 的 初投 资 成 已经本 由
号 的站电号 电站
目
前 的 热发电技 术 而言
如高
此和
上扬
。
美分
的温
度 不 需要并甚至 是具 有 破 性 的
坏。
功
为
率
所
以
,碟 式 系统 的接
收
,
美元
功为率,
到 降了
的
号 电站的
槽 系式 的 统 收 器接长 散
面 积热
器 一大 般 不 放并在 焦 点
低 的上温度 区 内
,
而是根
槽 系式统 的 太阳能 接 收
,据性 能 指 标要 求适 当 地 在放较
这高 聚 光度样的
,
美元 分
美美分
计元
算
,发电成本 由 电站号的
几 下 降到
器 是 根
很 长吸 热的
管 许了新 多吸 的 光技术
尽
管发 展
,
但其 散热 面
,
优 点 际实上 并 能得 到不充 分的发挥 热
储 存困
难按
照系
统效 率 由号
电 的站
年美
号
电 站
的
。
包 括热 由 辐射造 的散 成
热积 要比 其 有 效 的 光受面 积大
热熔
盐
。
因
储热技术 危 险 性而 大 且造价 高
提
高
到此
与 点型 光聚系 统 碟如 和 塔式 式 相
,
比
由于 与光 伏 发电系 相 统
比,
槽
式 系 统线 聚以 焦代 替 了
式系统的
槽。
点
聚
焦
,动
,
且并 焦聚的 管 线随着圆
热损耗 较 大
柱抛 物 面反 射镜 一 起跟 踪 太 阳运 这 样 就解决 了 塔 式系 统由
于,
石
巢 式太
阳聚焦 光 斑 均不匀而 导 致 光的热 转
热 发 电技能 的术产 业 化 障碍碟
式 太阳能 热发电 统是利
系旋用 抛物转面 的
效 率 换 不 的高问题 效率 提高到
系 也统带 踪来,
左右
将 光 热
转 换但槽是式
。
个
新的 问
由题于太 随 着 反
射无 法
实现 固 定目标 下 的跟
碟反 射镜将太式阳光聚焦
到 个
一导
致系统 机 械 笨
重,
阳接 能收器
中
间 的 聚 焦 管
固定线 槽在 式 射 镜反 上
和槽式一
点焦 碟 样 系 统式 的
,
太
。
圈台
的
碟式一 斯 特 林 阳 太能 电 发统
系呻卜
第
卷 第
年期
月
去匆丫袱 脚泊 吞
‘
,曰
月
寿 詹
茄 素
白户
幼的
统极 其
杂且 价格
复
比传 统 的聚 光 踪 方跟 法 更有效能
昂高
题
。,
在
太阳 能上
当 时在英 国 剑
接的 太 受阳
能,
。
建 立在理 论突 破
应
一用直 是个难桥 大 学 和 美 加国
州理 学工院任 级 高
研
础基 上的 新 定 型 镜日 技 术具 有 以下三 大 优
点 新 高的次 曲 比面传 统 几
何面镜
球
面 抛或物 面
,
等的聚 光 使
即 究 员陈的应天 博 士
提 了出 种利 用 一
行 倍提 数 高几 甚 倍 十至几 倍
与列
的运 动 来代替 点
的二 运 维 动
的
在入 射 角 变化 的情 况下 新的高 次 曲面 也能 够 效有地 消 除 阳
光斑 的象太 差 大大 加
增,,
从 而 使聚 的光倍数 。
新
数的 控 学模
制图
并 第 一 次
现 了聚 光实
、
采
倍 太 用 阳班光 新 的型太 阳 能 伏 光 电
站式
,
这
样 子 由镜
组。
与
跟 踪 时同进行 设的计 模 式用
更 单
目简标 下 的 跟
碟踪 式热 发电 系统具有 气 阻动力 低
、
成 的
学光矩 阵镜 面的 控 制可以
由几 何 级数 大减大 少为 代数 级 数
可 更靠的方 法
发射 质 量 小等优点
,
此 近
实因 现目前 外 国 难以 到 做的固定
年
来 研 发 主要 集 于中具 有 更 小单位 功 质率璧 比的 空间 电 应
用领源
,域
陈
应天用 型
,
年时间 成 完这 了个
跟 踪
太 阳 动的
,运
新
的 行控 列 制理论 的完 数 整模
学并发 展 了 出将其 一般 理 应
论
部。 分 只 于限 聚 镜光
而聚 光目 标,
今 后
研 的究方 主向 要
是
。不
必同聚 光镜 一同 运
因动 整而
提 高
系 统稳的 定 性和 降 系低 统
于 太 阳 能用的 论理 公 与式
为了
系 个 的机械 大大统 简化
大减少
,
、
重
大
发 成电本 两个 面
方
将其优 在点 太 阳能聚 光 应 用上充
分 发 出来
法挥
,
这, 新是 型 太阳 能发 电 系
。
更为 经济 高效且 具
有他打
破 了 传 统 的采
统 的 本成能 够 大 度幅下 降 的一
自 知主识 产 权的 新型 立分 式太 阳 热 能 发技 电术前述
可 见 建立 在 统聚 传 和 光 踪 理 论 基跟础 之 上 塔的式 、
用 方 位一 角 角 仰的 太阳跟 方
踪个重 要原 因
世 界 在上第 一 个提 出 了采用
。
各 种 变型 的 设 可计 用 不 于 的同工作 环 境 和工作 要 求系 大统大 简化
,
,
自
旋仰 角一 的跟踪 公 式际 著太 阳 能名 专
、
家这
新个
,
操作
的、太阳 聚 光 和 跟 踪 理 论 拉维夫 大 学
论为
“的
被国
的新 聚光和 踪跟
槽式 资大
,
、碟
式 系统 均存 在 着难 以克
,以
列特
色
论 可理 应 用于地 球 上何任一
点 服的困 难、
因
导致 而 单位 机 装
、
投
教评
授 ”。
任
位何置
、
任何 朝 的向定 日 镜
。
热 发电 成本
高
。推 应用
广
在 口一 个 多几年乎 没 有 进展
因 此 可 以使 用单 个集 成线 路代
有 困
难
呢
那
么 我 在国 展发 太 能
阳的定日 镜 领 域中的第 个一突破世
界最 威 的太阳能权物刊
《替 复杂 的计 算机 控 制系
重统大 的 技术革
新。
热 发电技 领术 域有 没 有突破
阳聚 和 光跟 踪理 论 突 破
,
的 础 理基 论的突 破 往 往带来
笔者 最 近 发现 一个新的
为我
太
盯这 一新 的 果光跟 踪理 论
》 围绕从
新的 光 聚 和
踪 跟 理论为 阳 能 的太高 经 效济利
发 展国 更为经 济 高 效且具 有自 知主识 权 的新产型 太 能 阳热
发年起 连 续
表 发了 他 的论 篇文 在国 际 学界 引 起 巨大反 响 经 国际太
。
,
电一 术技
提 供了 思路
理 论 有什么 点优
。新 的太 阳 光聚 和跟踪
一
’
阳
权威机构能进
,
由 于太 阳 辐能 射 地 球到
面 的表能
密 度 较低比
,
因此
,
无行格严地析分 比较 证后明 根 新据
,
一
论 是对 于太 阳 能 光伏 电还 发 是太阳 热发 能电能
否 济高经 利效
。的
聚 和光跟 理踪
论推 导出 的新 的 聚光 面曲 和 跟
用 太踪 阳 的能 关 在 于 键太阳 聚光
跟 踪和水平 优的
劣
世
纪年
方
法
国 上际现 称
一 自适代应 光学 在近 代 精 密 光
学
为
“
“ 陈的曲
面
”和
,
”中
取得很 大 成功
甘 卜 ｝
,但由于 控 制系
的跟 踪陈 法方
圈
采用
倍太阳 班 光的 型新太 阳灶
去厂每 吹 脚 ‘山吞
第
卷
第期
年
月召
户白立 式
阳 能太热 发电技
术幼的
寿詹 着 前 上 发表
,盯
具有塔式或 槽系式统难 以 顾兼 的 大 优点
, 了们他 对 这 新一型 定 日 技 术 的镜
聚
焦
光斑小且 而 匀 均热光
肯定
并通 过 大 量 的 计证算明 采 用 的 自旋 一新仰 角 跟 踪 方法 会比
传 统 的 方位角 一仰 角跟 踪方 的法聚
光效 提高
发率 电 系统和 塔 式、
转换效
率 可以 达 到于槽高式 达
℃
一
,聚
焦 温 度高
℃ 如
塔
一
。
型 分新立 式 阳 太热
能式
被 焦 的聚目标 可
,
槽式
、
碟式系
以 固定 不动 塔如 式 得 使系 机统 大大械 化简并且
统 的技 术 经 济性
比 较
式
立式
塔、
式槽
、
碟和式 型新
、
分 热散损 失 小 各反 射镜的
转动 速 和 方率向 全完 一图
种太
阳 能 热发电 系 统
的包括 工温作度
、
技术经
济 性能
太阳 聚光倍数由 表发电 投资成
本
用
倍采太 阳 滚 的光 伏光系
统
。
致 如槽式
,
因此控 制 系 统
光
热 换效 转 对率 比 表
如
、
、,
热
。
极 为 简
单且 装调安试 非反
镜射 可 做成以
、示
所
开用 了辟 一 全 条 新的途径 更廉
价
、各种
从几
常
方便
减见
可 新分 型 式 太
立
更 、效 的高 阳太 聚能 接
,光
或
。
的体单 抗风 性
,
收
器 在被 陆正续 开 发出来 统
见
、
图
能大增大 强
槽 碟式 太式 阳能热 发技 电术具 有 更 优的价性 如果 比 建设 一个 规 模单 的独使 用 太 阳能
热 发 电的电 站
成 本 可 以做到
、
阳能 热发电 技术 比塔
。
倍 式太阳 聚 光 的新 型 伏光发 电 系
几十 倍 阳 聚太光 的 见图、
建、 立在 新的 聚和 光 踪跟 论理基
上 础的 一这新 型分 立 式太 能
新 阳型 太阳灶系统
。
几
百 倍
热发太电 技 术 线 路已 得 经到 国 学 术界际 工 程界 的高度评和
价 年在 国外 事从 式塔、
。
,
采
新 用型 分 式
立万
元
阳 , 聚 的 高 集光 中 度的 光 伏发 电 图见
太 阳
热 能发电 技术 的电 站投资
这
再
到 成 千 上 万
见倍
槽 式图术技
的太阳 聚光 的高 温太阳 炉
得到 实 的成 功践 检 验发
电技术有 么 特 点
什
。
位世 界 著 名 太阳 能 热 发 电技 术 专
包家括以 色列 特 拉维夫 学
流大 力学体和 热传 导 系系主
任理
论突 破 的 巨大 威力 经
已
新 型 分 立 太式阳 能热
博
士
、
以
色 列
仅仅
是国外 目 塔前 式系 统投 成本 资 槽 的系式统 的 和碟系式统 的如果 是扩大 的 规模 新型 分 立 式 到 ,
研
究 所环 境 学科
和
太阳 能 热 电发技 术 投 资 成的本 将 可以 进一步降 至下
发 电成本热预期为
此
因 ,
新, 聚的 光 和跟 踪理 论 应
于用太 阳 热能发 技电
术,
源研能 究室主 任
博士
、
万
元元
以
。则
为结合
。、
德 国 空
间研 究 心 学中 技 研 究术所 研 员究士和
热
力
博
塔 式系 统和槽 式系 统的 优 点消 两除者 的 缺陷提 供 了 实 现 段手按 照
新的 聚 跟 光 踪 论理而 设 计 的新 分 立型式 太 阳 热 能 电 发系
统的 示意 见
图图,
太 阳 能热发电 技术 最的新 型分
立 式太阳
,博 士以 英及 剑国
关
键 备
设
桥大 学 程工系 教 授 士 博联 合 陈应 天士博 在 《
—
能 聚光 接收
器不使仅我国完
,全 拥
有 自主 识知 产权
且而
其 可中聚光
反镜采射 用
特
殊的 高 次 曲
面来
取 代 统 传的 平面 球面 抛 物 面 双曲面、 、
、
,聚
光 反射 的镜
跟踪 采 用 自
旋 仰 一 的控角 制方
法,
新型分
卜
呼
曰 去袱匆 脚 旧 吞‘
一
梦
第
卷 第
期
年月
石 忿
看 前
自
统
型 太阳炉
太 倍 聚 光
阳新和
突
基 础 破之上
的、
更
经 济高为
,
倍太 万聚光阳
。效且 具 有完 全自主 知识 产权 的
型新 分立 式 阳 能太热发 电技
术 为 则 我国 太阳能 热 发产电 业真 正
现 实自主 创 新 和关 键 技 术
的
个应用 上 显 示 了 出 高 效
率其
、低
本成 的威力
前 应目
用于太 阳 能 热 发电 的技 术
关键是
保证 要 这特殊 曲
种面 在 次一成 和型 大批 量 制
造
跨越 发式 展 供 了提 一 个宝 机
遇
川贵。
时 的 精 加度近逼
图 应用 新 的 阳太 玻跟 光 理踪 论而 计设 的。
,
以
使 高次曲 面 更
考参 献文一
结
诸论 多 业 的行 展发事 实 已
,
新型 分 立 式太 阳热能发 电站 示电 意
图
以 做 到比 国 现 外 的塔 行
、
式
槽
经证
明
键关 术 技 是 不 来 的
。
买
,
,
,
一
式
、碟 式太 阳 接能收 器 更 为高 效目
前采 用 新型 分 式 立 阳
太,
能买到 的 或能 来 时 买不已 是再 关键 术技鉴
于技 术本 身 的成 熟
,
,二
和
经
济能热 电发技 的术小型 试 验 电
站 在正 设计 研制之 中 反 其射镜 的
,
度
、
在
国 的适 我用性 以 及 键技
关 ,
术,自主 识 产 权 的缺 失 等 知问 题塔 式统系、
・
式 槽 统系 是 否 得值 巨
,
殊 特 次高曲面 已 在 前 图
、
面
图
一
资 进 来 买 并在 国我 展开 规大 模示
范 还 需 冷 而 深 静 地入仔 细 研
,太倍 展中示 的 新型太 阳 阳灶光聚 聚高 光倍 光 发伏 电
裹
系塔式 式抽 碟式 和新 分型 式立塔
工式作温
度
一
、℃
、究建 立 在 新 的 聚和光 跟踪 论理,
,
一
种
太 阳 热 发能电 系 统的 技 经 术济性 能 比
较式槽一
,
,
碟
一
式
新 分型 立
一
式
,
,,
,
太阳聚 倍光数光 转 换效热率投 资成
本太 阳 和能 其 嫌他 组料成 万元
一
一
的 一混合 统系发 电
投资 成
本
单 独使用 太 阳 能发 电万元
,
一
,
上
接 第
页
项 能 目力 建
设,
,
应
织行组业
参
考文献
【 茂远 孙手
册,
的
气项 目具
减排有量 大
,
技。
内的专
研 讨会家
,
、学
者以 及 政 府 领导组
,
盛 初黄
】 北京
煤
层 开 发利用
煤气炭 工 业 出版社 ,
术 可 行性强 等重 优 多
势业应充 分 重视 目项经 验
,
煤
企炭
成 的
顾 问
团成共识
。
达
不定 期地 举 办专 门
,
项
的目开 发
交流息信
解难决 题
,
据 根目前正 在 开 的
展我们 认 为 应 免避 在
目 项请 申和审 批过 程 中 由 于 项
目
窦庆 【
峰,
黄盛
初 等 矿煤区 煤 层 气
三第
,
为了 更好地 开煤层展
项气 目 尤其是进 行方 学
法究研,
项目 景 前及 国际 融 资机 【
届会 际 国层煤气 论 论坛 文【
集,
徐
州各
方 之 间 沟通不 足 而 使 国 内外
的执行 理 事 产 误生 和 解分歧
发
出
。
我们 建, 有议关 门部
、
科
研
中 国 业矿大 学 出版社
文革刘
,,
,
从
机
构和企 业 共 同开 展 煤层 开
气黄
盛初 等 国煤 矿中 煤区
维
护行业 和 国 家 整 利 益体 角 度 吁呼 有关 权威 部 门 为 煤矿项
目提供 全 行 业
。
发
利与 究用,
项
目方 法 学
研
,层气 减 新排趋势 【】 国 际洁 净 煤技术 讨研 会 论文 【
吕集 都学
,
对 方 如法中的 些一难 或点不
,
本 东日京
,
企 业开展
合理 之 处展开 研 究 指导企 业和
项 开目发 商 开 展 工 作 于我 国广 泛 地 开 展
德 刘 清顺洁 发 机展制 在 中北 京清华 学 出版大社
,
的 导 指 建性
议
将这有利
目
。
国项
为
了加强煤 炭领 域的内
吹
夕 协
第
卷
第期
月
年
白户
的助
寿
蹬 室考
对
我 国 发 展 太 阳 能热 发 电 的一 点看
法王 楠
国 家亦 发改委能 源
局项
目 理管办 公 室、
,
北
京
。摘
要大 破突,
太阳 能热 电是 大 规发模 开 发 利 用 太 阳能 的 一个 重 要 技 术 途径 目前 国 外塔
式
。
、
由 于关 键技 有 术待
重
。槽式
、
碟式 系 统 都还 面 临 着 资投
,大
成 本高的 问
题
本,文 析分了塔 式
、
槽式 权
,
、
碟 式 现 三行种 技 术 路线在 我 国 推广 应 用的 技术 难 点。
提
出了 一新个 分 型 式立 太 阳能热发
仅不 具有 完全 自主 知 识 产
电
技术 路线
这 项新 技 术 建 立 太 在阳 聚 跟 光踪 理 论突 破 的 基础 之 上
而
比且国 外 现 行 热的发 电 术 技 为更经 济 高
关健 词
效太 阳 能热
发
塔电式系统
槽 式系统
碟 式
统系一
新 分型立 系式统
一
一中 分圈类号
献 标 识码
文
章文 编号,
,
一
,
,
一
一,
,一
一
一
一
阳太能 热 电是发 光伏 发 电技 以外术的 另 一有 大发很 潜展 力太的 阳能 发电 技术。
一 些
达发国 开 家 始关 注 具有 更
高 有些地 方也 在 筹划 巨 资 进 买国外
的 式或槽塔式 太 能 热阳 发电系
统设备
,
能 源 利用 率 效太的 阳能 热 发 技电
它是 将
,
太
术
,
并 相建 继立 起不 同 型 的式
示。
在 国
内建设 大规较模 的 。
阳 能聚 集起 来产 生 高 温 热 能
加
。
范
置装
根 据
阳 太能 聚 跟 光 踪
,
、理
级示 范 电站
对
于这 热种潮
,,
工热 作介 来 驱质 动 电机 发发 电
,论
和实现 方 法的不 同 已 出 经现 了 塔 定式 日 镜
笔者 禁有不 担些 忧甚 至 里
疑国 技 术外 本 身未成尚熟
除 高了 温热能 的 产 生 来 自太阳 之外 其 他 成 部组分 与常规 发
设 电类备
。
槽似 线式聚 焦 和碟
式,
点 聚
焦
不种同 技 术路 线 太的阳
目前 只 槽有式 系 ,
产 业 化 存尚 困 在难 技术 突破
,
,还有 待 大重
此因
,
实现
太 阳能光
热发 能系电 统系统
、
转 热换的 聚 光接 收器 能 否 做 高到效率
、
实现 了商 业统化 范 示运行 近两年来
,
式塔
。
低成 本 太 是 能阳 发热
。
电碟
式 统系 仍处 示 于 范段阶
年 多年 的 探 索热发电 技术 产业 化 在 国外也 进 非 展缓常 慢即 是使 目 前已经
。
经
能 过否 实 现 业 化 的关 键
商 内一 些国学 者积
,
商 示业范 运 行 槽 的式系 统
,
管尽
第
一 次 石 油 危 机 之 后 欧美
收稿 日期 者简作介,
,
极 呼
吁 开 展 阳太 能 热发 电 示范
热 发 电
成 本已 经 做 低到于 光 伏
一
一
王亦
楠
一
,
女
,
年 毕 业 清华于大
,
获学 工得 硕 学士学 位
,
, 年业毕于 北 京 大学
,
得获科 学术技哲 学博 学士位
。
,
副
研 究员工 作 于 家国改发 委 源 能 局 国可 中再 能 源 生规模 化 展发 项目理管 办 室 目前 重公点 研 究方 向为 国中 可再生 源能的规 模 发展
卜 ,化门
卷第 第
期
月年
丫曰
石
吞味 啼
寿 忿前 着
发 成 电本,
户曰塔
式太 能 阳 热 发 电 统系是 在 空 旷平地上建 立 高大 塔的
顶 装 安 固 一 定 接个 器收,
但却并 没 有 像 光发伏
。
比 较 讲究的 塔 式 系 的 设统计 中
,
市 电那 场样 现出 速快 增长
太
阳
塔
对 不 同定
的日
镜开 采始用 不 ,
同曲
能 热
发 电的产 业化 还 待 关 键
有
相于当
率
半 径的 球面
以
减 太小阳 在塔 ,
术 的技更大 突破
,
比 如 提高 太阳、
锅
炉日镜
,
,
塔 的周 安 围置 大量的定
聚上 焦光 斑 的 尺寸
跟 大着 增幅
。
长 光但学设 计
聚光 接 器受 效 的
率开发先 进
的
将太 阳, 光聚集并 射 反塔
到,
复 杂性 大 大增 加 导 致制造 成 也
本众 多定 的日 镜围 中心绕塔 而
热 储 技 术 存等
等
。顶 接的 收器 上产 生 高 温
。
接收
器国
外 技 术 直接照搬 过 用来得值 研
究内生成 的 高 蒸温 汽推 动汽 轮 机
在我 国特殊 候气 条件 是下否 适
塔 与式
、
碟
式 系统
来发 电 图
为美 国塔 式太 阳能 热发 电 站 的 照 片
较早
,
建立
。
,
占地
积 面 大 巨央中塔的建
,
立 必
须保 要 各证个 日镜定之 间
互比相差
,
,
式槽 系 统 的抗 性风 最能
,
尽 管塔
式热发 电 系统 起步人 们 一也 直希 通望 过尽
可
,相 不能 阻 挡 光线
目前 的
式 电槽站 多 处于少 风
各 定 日 镜个之 间 的 距离随着 它们 与中心 塔 距
离
,或
无风 区
区 往往 多风
地
而 我 国阳 光 足 地
富
能 的多定日 镜
将太 能量 阳聚 集
,
的
加增 而 大幅 度 增长
而因塔
。式
、
大风
甚 至 尘幕 频
沙几到十 兆 瓦 的水 平困
重难 重,
但是塔 式系
热,发 系 统电 的 占 面地 积 着随 率
功起
,范
直 接
照搬 话的其 适 用性 非常
。
统
的造价 直一居 高 不 下镜 统系的设 计
。
业产 化
值 得
疑
怀,
如果 我 国开 在展示
其根
原 因本在 于定日
目 典 前 型塔 的
式
等级 的 增 而加呈 指 数 性激 增 各个定 日镜 需要单 独 进行 两维
控 制 控制 系 极 统 复 其杂在塔
,
必 增 须 强 槽式 统 的系抗 风 能因而 成 必 然 本 要在国 外 有
,已
力
,
热
发 系电 统的
定 镜日 都有 两个
式统 系中 此,
,
各 个
日镜定 相对于
,
中因
示
范 基 础 上 大大加 经 运增行 的那 样 乐 观 因
,此。
并
像非已
特点 一 是 定 日镜 反的 面 射 乎几 都 采用 普 的通 球 面 或平 定面
镜日,
心塔有 着不 同的 朝 和 距向离
二是
每个 定 日 镜 的跟 踪 都要 进行
鉴 , 国 内 于前对目
,塔
跟 踪 都的使 用传 统 的方
。
单 独
的 两维 制
控的 控制各 不 相 同
各且个 定日
式镜
、
式 槽 系 统比 热较 衷的 势
形 位仰 角公 角式
两 这 个设计特 点
,
这
就极 大 增
的
。
本下文 拟 谈 谈不同 看的法 特别
,
导 塔致 式 太 能 阳 光接 聚收器
存
加 控 了 制系统 的 复 性杂 安和 调
装是
多年以 来国 外 技 术 本 身 临面
在着 以下难 以 克 服 的问题
阳在塔上太聚 焦 的光 在斑
一 天
之
特 别 试 是 光 学调 整的难
度 了 为 少 众 多减 定应
,效
产 业 的化 障碍 以 及在 我 国 应 用
的难
同 困时 介 绍 一个建 立 太
在、
日镜
余 弦
。
内 呈的现 大 度 幅变
化
,导致
中
塔 心必须 建 得 足 够 才高塔 式热 发 电的 心中塔 高
阳 聚 光
跟踪 论 理破 突 础基 之上
聚
光 光 强 幅大 度 波 阳动运 动 而 产 生的 像差,
通 普球 面
于由太 阳
行
国美已经 建 成的
一的 个更为 经 济
更 高效 为 且又。
或 平面 反 射 镜无 法 服 由于 太克达
成本 ,
具 有
完 全自 知 主识产 权 的新 型分
立式 太 能阳热发 电技术
多米
。
这样 高 塔的 仅 不
不盘的面 效应
, 个 反 各射 在 中央
,
镜可 免 地 增避 加 式塔系 统的 热发 电
塔
式 太 阳 能热 发 电 技 术的 产 业化 障碍
塔 上 形 成
光的 斑 大 小随着 它 与
而
且无 适 应 法 我国北 多
部。
中
心塔
的 距离 增加 而 线 性 长增
风
地 区的工 作环 境
塔
上 后 最形 的成
由 于
上 述这 些 问题 发系电 统尽 管 以 实可现,
,
塔式 热℃的
太
聚 焦阳光斑
一在 天 内可之以
聚随焦 高 温 但 一 直面临着 位 装机单
定
日镜 场 的大 小 从
米 变化几到几
容 量投 资 大过的 问
题 系统的初 投资成本 为 元万
,,
前目塔
式
万一
十米 之 大因此 光光 强聚出 现大 幅
波动 个定度
,
,
而且 价造降 非 低 困常
难
所 塔以式 系 统
多年
来 始终
。
再
上各
加日
镜
不的同
,
停在 留 示范阶 段 而 有 没 广推开 来 槽式太 阳 能热发 电技 术 的 应用难 点槽式太 阳 热 发 能电系 统 利是
用圆 柱抛物 面 槽的 式 反镜射 将 太阳
焦 到聚管 状接的收 器 上
,
余
弦 应
效塔
式系 左
右
。统 光 热 转的换 效
仅 为
率图 美国
。
塔
式 太 阳 热能 发电站
尽
目前管在 些一
并
将 卜, ‘户去
峨,
丫 时,
“喇
命
第
卷
第
期年
月
白
户
镜 一运 起动
,
“
的
寿忿 幸室
,
而因
能 接 收阳 也 器不固 定
随着碟形
,导致
个系整统 的机械 装 置比较
重笨,
反 射 跟 踪 镜太 阳 的运 动而 动
运克
服 了塔式 系 统 大较余 弦效
应的损 失题 问高
。提
而且 热 管 连
,
的
,
热光 转 换 率 效大
大,
接
节必 须 是活 动性的 这 种结构 保
。
槽和式 不 同是
,的
碟
式接
收
器 将 太 聚阳 焦 旋 转于抛 面物的焦
点 上
图 而 槽式 收 器接 将太则
。温
为 较困也容
难易
坏损
阳
聚 焦于 柱 圆抛物 面的焦 线
上,
槽
式系统 抗的 风能 较 力
图差
是
碟 式系 统的代表 性 案例。
不
,国美 州
加。
荒 淇 建 上 的成 抽 式 阳太 能热发 电站
适
宜 作工在风大 区 图
公地司 碟 式的一 斯 美 国特 热机林太 阳 能发 电 系统
—,
电站
中
碟 式 热 发 系 统电的优 点
光 是 转热换 率 效高达 右 在,
管
内传 热 工 加质
国加热
州槽
式系统商
每
个槽式 反 射 都 镜是 宽的一
阻 大
很
长,,
、
左
业示 范 运 行 典的 型 代 表 位 是于 美
大个 体整 面镜 风
类 系
统 中位居 首
位,
沙
漠 上的总 装 机的
,
因此 国 外现 有 的 式槽 太
,使用
活灵
既 可作以分 布 式系
统。
容 为
量,
槽座 太式阳
阳 能热发 电 统系一 应 用般于 无风 或 微 风 荒的漠地区
单独供 也 电 可以并 发 网电 碟式系 统
的缺 是
点 热能发 电站 年 发 电总 为
从
量
,亿
与我 国
造北价昂 贵在
,,
世
纪、
年 代 初 始
。开、
方
多风 甚 至 大 的风气 候 条 件 有很
大异
,
差
种系 统中 也 是位 居 位
万
一
首目前碟
并
网 行 照运片 图
目 前见塔式
,
在 我
国 应用必 须要 改,
式热发 电 系 的统 投初成资高本达万元
,
式槽
碟式
种
变 或加 反强射 镜 的撑 支构 以 增结 加 槽式 系 统 抗 的 性 风
电成能在本 目 国前
这
外尽
可以
,管
系 统 中 只
有槽 式 现 实了商 运
业
。行
碟
式 系 统 的聚 光 比 常高非达
到℃
通
过 技 术 不断改进和 电 站 规
样 ,必 然导 致 投初资 成本和 热 美发元的水 平上 幅大,
的
高 温 但 对是于 ,
不 模断扩 大美 加 国 州漠 的槽沙 式发热电 系统 的 初投 资 成 已经本 由
号 的站电号 电站
目
前 的 热发电技 术 而言
如高
此和
上扬
。
美分
的温
度 不 需要并甚至 是具 有 破 性 的
坏。
功
为
率
所
以
,碟 式 系统 的接
收
,
美元
功为率,
到 降了
的
号 电站的
槽 系式 的 统 收 器接长 散
面 积热
器 一大 般 不 放并在 焦 点
低 的上温度 区 内
,
而是根
槽 系式统 的 太阳能 接 收
,据性 能 指 标要 求适 当 地 在放较
这高 聚 光度样的
,
美元 分
美美分
计元
算
,发电成本 由 电站号的
几 下 降到
器 是 根
很 长吸 热的
管 许了新 多吸 的 光技术
尽
管发 展
,
但其 散热 面
,
优 点 际实上 并 能得 到不充 分的发挥 热
储 存困
难按
照系
统效 率 由号
电 的站
年美
号
电 站
的
。
包 括热 由 辐射造 的散 成
热积 要比 其 有 效 的 光受面 积大
热熔
盐
。
因
储热技术 危 险 性而 大 且造价 高
提
高
到此
与 点型 光聚系 统 碟如 和 塔式 式 相
,
比
由于 与光 伏 发电系 相 统
比,
槽
式 系 统线 聚以 焦代 替 了
式系统的
槽。
点
聚
焦
,动
,
且并 焦聚的 管 线随着圆
热损耗 较 大
柱抛 物 面反 射镜 一 起跟 踪 太 阳运 这 样 就解决 了 塔 式系 统由
于,
石
巢 式太
阳聚焦 光 斑 均不匀而 导 致 光的热 转
热 发 电技能 的术产 业 化 障碍碟
式 太阳能 热发电 统是利
系旋用 抛物转面 的
效 率 换 不 的高问题 效率 提高到
系 也统带 踪来,
左右
将 光 热
转 换但槽是式
。
个
新的 问
由题于太 随 着 反
射无 法
实现 固 定目标 下 的跟
碟反 射镜将太式阳光聚焦
到 个
一导
致系统 机 械 笨
重,
阳接 能收器
中
间 的 聚 焦 管
固定线 槽在 式 射 镜反 上
和槽式一
点焦 碟 样 系 统式 的
,
太
。
圈台
的
碟式一 斯 特 林 阳 太能 电 发统
系呻卜
第
卷 第
年期
月
去匆丫袱 脚泊 吞
‘
,曰
月
寿 詹
茄 素
白户
幼的
统极 其
杂且 价格
复
比传 统 的聚 光 踪 方跟 法 更有效能
昂高
题
。,
在
太阳 能上
当 时在英 国 剑
接的 太 受阳
能,
。
建 立在理 论突 破
应
一用直 是个难桥 大 学 和 美 加国
州理 学工院任 级 高
研
础基 上的 新 定 型 镜日 技 术具 有 以下三 大 优
点 新 高的次 曲 比面传 统 几
何面镜
球
面 抛或物 面
,
等的聚 光 使
即 究 员陈的应天 博 士
提 了出 种利 用 一
行 倍提 数 高几 甚 倍 十至几 倍
与列
的运 动 来代替 点
的二 运 维 动
的
在入 射 角 变化 的情 况下 新的高 次 曲面 也能 够 效有地 消 除 阳
光斑 的象太 差 大大 加
增,,
从 而 使聚 的光倍数 。
新
数的 控 学模
制图
并 第 一 次
现 了聚 光实
、
采
倍 太 用 阳班光 新 的型太 阳 能 伏 光 电
站式
,
这
样 子 由镜
组。
与
跟 踪 时同进行 设的计 模 式用
更 单
目简标 下 的 跟
碟踪 式热 发电 系统具有 气 阻动力 低
、
成 的
学光矩 阵镜 面的 控 制可以
由几 何 级数 大减大 少为 代数 级 数
可 更靠的方 法
发射 质 量 小等优点
,
此 近
实因 现目前 外 国 难以 到 做的固定
年
来 研 发 主要 集 于中具 有 更 小单位 功 质率璧 比的 空间 电 应
用领源
,域
陈
应天用 型
,
年时间 成 完这 了个
跟 踪
太 阳 动的
,运
新
的 行控 列 制理论 的完 数 整模
学并发 展 了 出将其 一般 理 应
论
部。 分 只 于限 聚 镜光
而聚 光目 标,
今 后
研 的究方 主向 要
是
。不
必同聚 光镜 一同 运
因动 整而
提 高
系 统稳的 定 性和 降 系低 统
于 太 阳 能用的 论理 公 与式
为了
系 个 的机械 大大统 简化
大减少
,
、
重
大
发 成电本 两个 面
方
将其优 在点 太 阳能聚 光 应 用上充
分 发 出来
法挥
,
这, 新是 型 太阳 能发 电 系
。
更为 经济 高效且 具
有他打
破 了 传 统 的采
统 的 本成能 够 大 度幅下 降 的一
自 知主识 产 权的 新型 立分 式太 阳 热 能 发技 电术前述
可 见 建立 在 统聚 传 和 光 踪 理 论 基跟础 之 上 塔的式 、
用 方 位一 角 角 仰的 太阳跟 方
踪个重 要原 因
世 界 在上第 一 个提 出 了采用
。
各 种 变型 的 设 可计 用 不 于 的同工作 环 境 和工作 要 求系 大统大 简化
,
,
自
旋仰 角一 的跟踪 公 式际 著太 阳 能名 专
、
家这
新个
,
操作
的、太阳 聚 光 和 跟 踪 理 论 拉维夫 大 学
论为
“的
被国
的新 聚光和 踪跟
槽式 资大
,
、碟
式 系统 均存 在 着难 以克
,以
列特
色
论 可理 应 用于地 球 上何任一
点 服的困 难、
因
导致 而 单位 机 装
、
投
教评
授 ”。
任
位何置
、
任何 朝 的向定 日 镜
。
热 发电 成本
高
。推 应用
广
在 口一 个 多几年乎 没 有 进展
因 此 可 以使 用单 个集 成线 路代
有 困
难
呢
那
么 我 在国 展发 太 能
阳的定日 镜 领 域中的第 个一突破世
界最 威 的太阳能权物刊
《替 复杂 的计 算机 控 制系
重统大 的 技术革
新。
热 发电技 领术 域有 没 有突破
阳聚 和 光跟 踪理 论 突 破
,
的 础 理基 论的突 破 往 往带来
笔者 最 近 发现 一个新的
为我
太
盯这 一新 的 果光跟 踪理 论
》 围绕从
新的 光 聚 和
踪 跟 理论为 阳 能 的太高 经 效济利
发 展国 更为经 济 高 效且具 有自 知主识 权 的新产型 太 能 阳热
发年起 连 续
表 发了 他 的论 篇文 在国 际 学界 引 起 巨大反 响 经 国际太
。
,
电一 术技
提 供了 思路
理 论 有什么 点优
。新 的太 阳 光聚 和跟踪
一
’
阳
权威机构能进
,
由 于太 阳 辐能 射 地 球到
面 的表能
密 度 较低比
,
因此
,
无行格严地析分 比较 证后明 根 新据
,
一
论 是对 于太 阳 能 光伏 电还 发 是太阳 热发 能电能
否 济高经 利效
。的
聚 和光跟 理踪
论推 导出 的新 的 聚光 面曲 和 跟
用 太踪 阳 的能 关 在 于 键太阳 聚光
跟 踪和水平 优的
劣
世
纪年
方
法
国 上际现 称
一 自适代应 光学 在近 代 精 密 光
学
为
“
“ 陈的曲
面
”和
,
”中
取得很 大 成功
甘 卜 ｝
,但由于 控 制系
的跟 踪陈 法方
圈
采用
倍太阳 班 光的 型新太 阳灶
去厂每 吹 脚 ‘山吞
第
卷
第期
年
月召
户白立 式
阳 能太热 发电技
术幼的
寿詹 着 前 上 发表
,盯
具有塔式或 槽系式统难 以 顾兼 的 大 优点
, 了们他 对 这 新一型 定 日 技 术 的镜
聚
焦
光斑小且 而 匀 均热光
肯定
并通 过 大 量 的 计证算明 采 用 的 自旋 一新仰 角 跟 踪 方法 会比
传 统 的 方位角 一仰 角跟 踪方 的法聚
光效 提高
发率 电 系统和 塔 式、
转换效
率 可以 达 到于槽高式 达
℃
一
,聚
焦 温 度高
℃ 如
塔
一
。
型 分新立 式 阳 太热
能式
被 焦 的聚目标 可
,
槽式
、
碟式系
以 固定 不动 塔如 式 得 使系 机统 大大械 化简并且
统 的技 术 经 济性
比 较
式
立式
塔、
式槽
、
碟和式 型新
、
分 热散损 失 小 各反 射镜的
转动 速 和 方率向 全完 一图
种太
阳 能 热发电 系 统
的包括 工温作度
、
技术经
济 性能
太阳 聚光倍数由 表发电 投资成
本
用
倍采太 阳 滚 的光 伏光系
统
。
致 如槽式
,
因此控 制 系 统
光
热 换效 转 对率 比 表
如
、
、,
热
。
极 为 简
单且 装调安试 非反
镜射 可 做成以
、示
所
开用 了辟 一 全 条 新的途径 更廉
价
、各种
从几
常
方便
减见
可 新分 型 式 太
立
更 、效 的高 阳太 聚能 接
,光
或
。
的体单 抗风 性
,
收
器 在被 陆正续 开 发出来 统
见
、
图
能大增大 强
槽 碟式 太式 阳能热 发技 电术具 有 更 优的价性 如果 比 建设 一个 规 模单 的独使 用 太 阳能
热 发 电的电 站
成 本 可 以做到
、
阳能 热发电 技术 比塔
。
倍 式太阳 聚 光 的新 型 伏光发 电 系
几十 倍 阳 聚太光 的 见图、
建、 立在 新的 聚和 光 踪跟 论理基
上 础的 一这新 型分 立 式太 能
新 阳型 太阳灶系统
。
几
百 倍
热发太电 技 术 线 路已 得 经到 国 学 术界际 工 程界 的高度评和
价 年在 国外 事从 式塔、
。
,
采
新 用型 分 式
立万
元
阳 , 聚 的 高 集光 中 度的 光 伏发 电 图见
太 阳
热 能发电 技术 的电 站投资
这
再
到 成 千 上 万
见倍
槽 式图术技
的太阳 聚光 的高 温太阳 炉
得到 实 的成 功践 检 验发
电技术有 么 特 点
什
。
位世 界 著 名 太阳 能 热 发 电技 术 专
包家括以 色列 特 拉维夫 学
流大 力学体和 热传 导 系系主
任理
论突 破 的 巨大 威力 经
已
新 型 分 立 太式阳 能热
博
士
、
以
色 列
仅仅
是国外 目 塔前 式系 统投 成本 资 槽 的系式统 的 和碟系式统 的如果 是扩大 的 规模 新型 分 立 式 到 ,
研
究 所环 境 学科
和
太阳 能 热 电发技 术 投 资 成的本 将 可以 进一步降 至下
发 电成本热预期为
此
因 ,
新, 聚的 光 和跟 踪理 论 应
于用太 阳 热能发 技电
术,
源研能 究室主 任
博士
、
万
元元
以
。则
为结合
。、
德 国 空
间研 究 心 学中 技 研 究术所 研 员究士和
热
力
博
塔 式系 统和槽 式系 统的 优 点消 两除者 的 缺陷提 供 了 实 现 段手按 照
新的 聚 跟 光 踪 论理而 设 计 的新 分 立型式 太 阳 热 能 电 发系
统的 示意 见
图图,
太 阳 能热发电 技术 最的新 型分
立 式太阳
,博 士以 英及 剑国
关
键 备
设
桥大 学 程工系 教 授 士 博联 合 陈应 天士博 在 《
—
能 聚光 接收
器不使仅我国完
,全 拥
有 自主 识知 产权
且而
其 可中聚光
反镜采射 用
特
殊的 高 次 曲
面来
取 代 统 传的 平面 球面 抛 物 面 双曲面、 、
、
,聚
光 反射 的镜
跟踪 采 用 自
旋 仰 一 的控角 制方
法,
新型分
卜
呼
曰 去袱匆 脚 旧 吞‘
一
梦
第
卷 第
期
年月
石 忿
看 前
自
统
型 太阳炉
太 倍 聚 光
阳新和
突
基 础 破之上
的、
更
经 济高为
,
倍太 万聚光阳
。效且 具 有完 全自主 知识 产权 的
型新 分立 式 阳 能太热发 电技
术 为 则 我国 太阳能 热 发产电 业真 正
现 实自主 创 新 和关 键 技 术
的
个应用 上 显 示 了 出 高 效
率其
、低
本成 的威力
前 应目
用于太 阳 能 热 发电 的技 术
关键是
保证 要 这特殊 曲
种面 在 次一成 和型 大批 量 制
造
跨越 发式 展 供 了提 一 个宝 机
遇
川贵。
时 的 精 加度近逼
图 应用 新 的 阳太 玻跟 光 理踪 论而 计设 的。
,
以
使 高次曲 面 更
考参 献文一
结
诸论 多 业 的行 展发事 实 已
,
新型 分 立 式太 阳热能发 电站 示电 意
图
以 做 到比 国 现 外 的塔 行
、
式
槽
经证
明
键关 术 技 是 不 来 的
。
买
,
,
,
一
式
、碟 式太 阳 接能收 器 更 为高 效目
前采 用 新型 分 式 立 阳
太,
能买到 的 或能 来 时 买不已 是再 关键 术技鉴
于技 术本 身 的成 熟
,
,二
和
经
济能热 电发技 的术小型 试 验 电
站 在正 设计 研制之 中 反 其射镜 的
,
度
、
在
国 的适 我用性 以 及 键技
关 ,
术,自主 识 产 权 的缺 失 等 知问 题塔 式统系、
・
式 槽 统系 是 否 得值 巨
,
殊 特 次高曲面 已 在 前 图
、
面
图
一
资 进 来 买 并在 国我 展开 规大 模示
范 还 需 冷 而 深 静 地入仔 细 研
,太倍 展中示 的 新型太 阳 阳灶光聚 聚高 光倍 光 发伏 电
裹
系塔式 式抽 碟式 和新 分型 式立塔
工式作温
度
一
、℃
、究建 立 在 新 的 聚和光 跟踪 论理,
,
一
种
太 阳 热 发能电 系 统的 技 经 术济性 能 比
较式槽一
,
,
碟
一
式
新 分型 立
一
式
,
,,
,
太阳聚 倍光数光 转 换效热率投 资成
本太 阳 和能 其 嫌他 组料成 万元
一
一
的 一混合 统系发 电
投资 成
本
单 独使用 太 阳 能发 电万元
,
一
,
上
接 第
页
项 能 目力 建
设,
,
应
织行组业
参
考文献
【 茂远 孙手
册,
的
气项 目具
减排有量 大
,
技。
内的专
研 讨会家
,
、学
者以 及 政 府 领导组
,
盛 初黄
】 北京
煤
层 开 发利用
煤气炭 工 业 出版社 ,
术 可 行性强 等重 优 多
势业应充 分 重视 目项经 验
,
煤
企炭
成 的
顾 问
团成共识
。
达
不定 期地 举 办专 门
,
项
的目开 发
交流息信
解难决 题
,
据 根目前正 在 开 的
展我们 认 为 应 免避 在
目 项请 申和审 批过 程 中 由 于 项
目
窦庆 【
峰,
黄盛
初 等 矿煤区 煤 层 气
三第
,
为了 更好地 开煤层展
项气 目 尤其是进 行方 学
法究研,
项目 景 前及 国际 融 资机 【
届会 际 国层煤气 论 论坛 文【
集,
徐
州各
方 之 间 沟通不 足 而 使 国 内外
的执行 理 事 产 误生 和 解分歧
发
出
。
我们 建, 有议关 门部
、
科
研
中 国 业矿大 学 出版社
文革刘
,,
,
从
机
构和企 业 共 同开 展 煤层 开
气黄
盛初 等 国煤 矿中 煤区
维
护行业 和 国 家 整 利 益体 角 度 吁呼 有关 权威 部 门 为 煤矿项
目提供 全 行 业
。
发
利与 究用,
项
目方 法 学
研
,层气 减 新排趋势 【】 国 际洁 净 煤技术 讨研 会 论文 【
吕集 都学
,
对 方 如法中的 些一难 或点不
,
本 东日京
,
企 业开展
合理 之 处展开 研 究 指导企 业和
项 开目发 商 开 展 工 作 于我 国广 泛 地 开 展
德 刘 清顺洁 发 机展制 在 中北 京清华 学 出版大社
,
的 导 指 建性
议
将这有利
目
。
国项
为
了加强煤 炭领 域的内
吹
夕 协
第
卷
第期
月
年