趙迪

摘 要：發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)就要開(kāi)發(fā)新能源，充分利用太陽(yáng)能，太陽(yáng)能資源是最豐富的可再生資源，它分布廣泛、可再生、不污染環(huán)境，是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的最理想的替代能源。在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，而太陽(yáng)能蒸汽發(fā)電設(shè)備的工作原理則是利用匯聚的太陽(yáng)光，把低沸點(diǎn)的液態(tài)工質(zhì)加熱變?yōu)樗魵猓缓笸苿?dòng)汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電。該文提出一種新型太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電裝置，并介紹了該裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理、突破與創(chuàng)新以及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能 蒸汽式 自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TH113 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0006-01

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)能源提的要求越來(lái)越高，當(dāng)前人類在不斷尋找新能源。太陽(yáng)能是一種清潔可再生的新能源，越來(lái)越受到人們的親睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也在不斷的進(jìn)步。而太陽(yáng)能蒸汽發(fā)電設(shè)備的工作原理則是利用匯聚的太陽(yáng)光，把低沸點(diǎn)的液態(tài)工質(zhì)加熱變?yōu)樗魵?，然后推?dòng)汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電。

1 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及存在的問(wèn)題

我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kWh/㎡以上，西藏最高達(dá)7kWh/㎡，但是在我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)發(fā)展緩慢，其大規(guī)模的利用在短期內(nèi)難以啟動(dòng)，而阻礙其發(fā)展主要在于多晶硅的缺乏，成本太高等原因。當(dāng)前太陽(yáng)能熱發(fā)電按照太陽(yáng)能采集方式可劃分為：太陽(yáng)能槽式發(fā)電；太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電；太陽(yáng)能碟式熱發(fā)電。這幾種形式的太陽(yáng)熱發(fā)電系統(tǒng)相比較而言，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)的成熟度目前不如拋物面槽式熱發(fā)電系統(tǒng)，而配以斯特林發(fā)電機(jī)的拋物面盤式熱發(fā)電系統(tǒng)雖然有比較優(yōu)良的性能指標(biāo)，但目前主要還是用于邊遠(yuǎn)地區(qū)的小型獨(dú)立供電，大規(guī)模應(yīng)用成熟度則稍遜一籌。這三種太陽(yáng)能發(fā)電方式都有公共的缺點(diǎn)：造價(jià)較高，不適合民用；無(wú)法安裝太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，太陽(yáng)光利用率低；占地面積大；液態(tài)工質(zhì)沸點(diǎn)較高，在溫度較低或陽(yáng)光不充足的情況下無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的發(fā)電要求。

2 新型太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電裝置

2.1 基本結(jié)構(gòu)

該太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電設(shè)備（如圖1所示），主要由加熱灌、低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)、葉輪、發(fā)電機(jī)、蒸汽導(dǎo)管、散熱片、聚光罩、 旋轉(zhuǎn)底座、液體工質(zhì)回流管及控制系統(tǒng)組成。

2.2 工作原理

該太陽(yáng)能蒸汽發(fā)電設(shè)備，通過(guò)聚光罩反射平行太陽(yáng)光，并通過(guò)凸透鏡將太陽(yáng)光聚焦到加熱灌上，從而加熱加熱灌內(nèi)的低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)使之達(dá)到沸騰狀態(tài)，如此在加熱灌內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)高壓條件，在加熱灌上部設(shè)有束口的頸部因此會(huì)在這個(gè)束口的頸部產(chǎn)生一股高速蒸汽流該股高速蒸汽流推動(dòng)設(shè)置在此處的葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，該葉輪通過(guò)聯(lián)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)快速轉(zhuǎn)動(dòng)，在發(fā)電的同時(shí)通過(guò)蓄電裝置將電能儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)氣流通過(guò)發(fā)電裝置到達(dá)散熱片后，通過(guò)散熱片快速散熱，從而在散熱片處液體蒸汽從氣態(tài)迅速凝結(jié)成液態(tài)，氣體體積迅速減小，加速了葉輪處的蒸汽流動(dòng)，在散熱片凝結(jié)形成的液體通過(guò)液體工質(zhì)回流管返回到加熱灌補(bǔ)償加熱灌內(nèi)的低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)的損失，從而在整個(gè)裝置內(nèi)形成一個(gè)循環(huán)往復(fù)的汽—液循環(huán)系統(tǒng)。

2.3 突破與創(chuàng)新

（1）該太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電設(shè)備安裝有太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，大大提高了太陽(yáng)能利用率，并且有效地提高了發(fā)電效率。

新型太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)。

我們?cè)谔?yáng)跟蹤系統(tǒng)中安裝智能太陽(yáng)跟蹤儀，它可以隨著太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要計(jì)算一年內(nèi)太陽(yáng)的位置。當(dāng)太陽(yáng)落山時(shí)，本智能太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)回原位，我們計(jì)算出早上太陽(yáng)升起的位置，在太陽(yáng)升起前那一時(shí)刻，此太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)已把位置準(zhǔn)備好。這樣提高了太陽(yáng)跟蹤精度，完美實(shí)現(xiàn)適時(shí)跟蹤，最大限度提高太陽(yáng)光能利用率。該太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)可以廣泛的使用于各類設(shè)備的需要使用太陽(yáng)跟蹤的地方，該太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、跟蹤準(zhǔn)確、方便易用。

若加熱灌與聚光罩連接在一起則太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)則非常困難，因此本產(chǎn)品聚光罩底部設(shè)有圓弧行的旋轉(zhuǎn)基座，加熱灌底部設(shè)計(jì)為半球形集熱片，在加熱灌不動(dòng)的情況下，聚光罩通過(guò)連接件沿弧形旋轉(zhuǎn)基座跟蹤太陽(yáng)光旋轉(zhuǎn)，使該設(shè)備旋轉(zhuǎn)更方便，太陽(yáng)光反射率更高，加熱效率更高。

（2）該太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電設(shè)備利用低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)作原料，易得到，整個(gè)裝置是一個(gè)汽—液循環(huán)系統(tǒng)，無(wú)污染，無(wú)輻射，節(jié)省原料。

（3）該太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，本發(fā)電設(shè)備科技含量高，智能化設(shè)計(jì)

（4）該太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備既可使用于大型發(fā)電站，又可以用于家庭發(fā)電。

（5）該設(shè)備的加熱灌內(nèi)裝有電熱絲輔助加熱設(shè)備在陽(yáng)光不充足的情況下輔助加熱以提高發(fā)電量。

3 結(jié)語(yǔ)

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)就要開(kāi)發(fā)新能源，太陽(yáng)能資源是最豐富的可再生資源，他分布廣泛、可再生、不污染環(huán)境，是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的最理想的替代能源。該太陽(yáng)能蒸汽式發(fā)電設(shè)備利用低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)作原料，整個(gè)裝置是一個(gè)汽—液循環(huán)系統(tǒng)，無(wú)污染，無(wú)輻射，節(jié)省原料。這對(duì)于加速我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保護(hù)日益惡化的自然環(huán)境作出巨大貢獻(xiàn)。

該設(shè)備安裝有太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，可提高太陽(yáng)能利用率，進(jìn)而提高發(fā)電效率，適合用在發(fā)電站。加之這種發(fā)電設(shè)備造價(jià)低，占地面積小，非常適合民用。該設(shè)備的推廣與應(yīng)用，將會(huì)在太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域掀起新的浪潮。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮垛生.太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2] 矯明，徐宏，程泉，等.新型高效換熱器發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2007（3）：50-55.

[3] 于靜，車俊鐵，張吉月.太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)綜述[J].世界科技研究與發(fā)展，2008，30（1）.