太阳热能发电.ppt

太陽熱能發電,四電二乙鄭天豪1094104245,太陽熱能發電系統,有多種熱力機械可利用太陽能推動，諸如朗肯引擎及史特靈引擎等，目前大部份焦點集中於朗肯循環引擎。發電設備之效率取決於集熱器效率和引擎效率，若增加集熱器溫度則能提高引擎效率，但將減少集熱器效率，故如何折衷求取最佳之運轉溫度，是為工程人員需面對之重大課題。太陽能熱動發電系統之設計有二種，一為曲面集中集熱器之應用,平面反射鏡集中於塔形熱動裝置,集熱器集熱原理,太陽熱能發電技術日益成熟，已有幾座商業運轉電廠，發電容量逐年增加，成本逐年降低，預估未來10年內將有很大的成長。其中槽線型太陽熱能發電技術最成熟，是目前商業化運轉的太陽熱能發電廠。其發電之單位成本己降至8cents/KWh。其次為中央集熱塔型，此型適合大型系統之裝置目前正進行直接吸收式吸收器的研究及延展式薄膜反射面的開發，技術己可行，預估公元2000年其發電單位成本將降低至6cents/KWh。對於小型陽能發電廠（10MW以下）而言，碟盤集熱型的發電成本較中央集熱塔型便宜，是未來最具潛力的集熱型式。,接下來將對這三種不同集熱型式的太陽熱能發電系統作一介紹。,（１）中央集熱塔型,是利用追日鏡場其追日鏡個別追日而反射太陽能量至裝置於集熱塔上的單一吸熱器上。1978～1982年期間，世界有幾個國家建造此型電廠。由於這些電廠均屬於開創型的試驗電廠，不但在技術上遇到了不少問題，而且久缺運轉的經驗，系統效率均未能達到理想的目標值，以SolarOne為例，其首三年（1985～1987）發電試驗期間系統的平均效率分別為4.1、5.8和5.7％，比系統效率目8.2％要低許多。只要電廠成本降低，未來數年將有可能商業化。,美國加州太陽熱能集中型發電廠（因成本太高已於一九八九年停止運轉）,在技術上所遭遇的問題,（ａ）追日反射面對一座中央集熱塔型太陽能發電廠而言其成本即佔一半以上。不過近幾年的研究開發，預估一個面積150㎡之延展式金屬反射面之追日鏡成本比過去所能達到的最低成本還要低62％。（ｂ）早先的吸收器大致可分為外部型及空穴型管盤式吸收器，外部型吸收器最大的優點量吸收塔四週的追日反射鏡之反射光均可吸收,電廠規模較大，如圖24，但效率比空穴型吸器低，因此，未來只要在吸收器的效率能獲得改善。（ｃ）儲熱槽是以顯熱的型態儲存熱能，早期通常採用傳熱油及砂石等作為儲熱材料，如此綜合砂石的熱燒及傳熱油的熱傳輸交性能，達到高熱燒且高熱傳輸出入的功能，不過儲熱槽最常見的問題管路破損、傳熱油的熱變、不安定及傳熱油的蒸汽壓等等。但隨著吸收器之傳熱流體的改進，近來儲熱槽的設計都改為直接以吸收器之工作流體（熔化鹽）做為材料，在安全上也改進了許多。,（２）槽線集熱型,槽線型集熱型為目前已商業化運轉的太陽熱能發電廠型式，位於美國加州南部ＬＵＺ公司完成有八座，此型電廠並加入愛迪生電力公司的發電列，此型電廠已相當成熟，難怪美國能源部信心十足的預期未來十年內美國之太陽熱能發電容量可達到35,000MW，比現在台灣的總發電量還多一倍。,美國加州太陽能槽線型發電廠,說明線槽型,中央集熱塔型一樣、槽線集熱型太陽熱能發電廠中集熱器部分就佔了整個電廠成一半以上。ＬＵＺ公司在集熱器部分亦有許多的改進，從ＬＳ－１集熱器到ＬＳ－４集熱器成本即降低了84％。吸收器部分是由一種外層鍍上一層1/3微米厚度陶磁材料的鋼管放置於真空玻璃管內而組成，玻璃內真空度要求在10-4torr左右，以達到降低對流造成的熱損失。不過吸收管在技術上所面臨的主要問題是起動時傳熱油流速不均造成的瞬間衝擊，及吸收管溫度變化過過巨等造成的應力變化而使吸收管破裂，解決之道在於傳熱流體流速的穩定控制，並使流速盡可能達到最小值。追日系統是由所LocalControllerLOC所控制，太陽光感測器是將太陽光經由一凸透鏡聚焦於二個分開約0.05度的半導體上，藉由半導體產生的電力訊號，經LOC辨認並傳交訊號給驅動馬達以調整追日角度，ＬＵＺ公司經過長時期的測試顯示，其追日之準確度在正負0.1度以內，且即使在多雲、多霧等天候狀況下仍有極高的追日能力。,（３）碟盤集熱型,碟盤集熱型雖然與中央集熱塔型一樣能聚集極高溫的熱能，但純就從熱能的獲取上卻比中央集熱塔型要不經濟。不過由於它具有模組性、聚溫效果佳、效率高、不受場地大小限制、適合小型發電系統等優點，使得碟盤集熱型未來應用的潛力卻最高。,碟型集熱型太陽熱能發電系統,製作四電二乙鄭天豪1094104245,