出品:科普中国制作:陈劲涛、陈琳(中国工程热物理学会)监制:中国科学院计算机网络信息中心在已知的清洁能源中,太阳能无疑是目前地球上可以开发的、储量最多的可再生能源。
提起太阳能利用,大家首先会想到的是光伏发电,毕竟,太阳能汽车、太阳能充电宝等我们在平常生活中就可以看到。
其实,太阳能还有另一种利用方式,太阳能光热发电。
了解光热,记住光热光伏发电、光热发电,都是利用太阳能发电,差别在于,利用的原理不同。
光生伏特效应是太阳能光伏发电的基本原理,而太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体。
太阳能电池是一种含有P-N结的半导体材料,P-N结可以吸收太阳光,并在内部建立电场,当在电场两侧接入一定的负载时,负载上就会产生电流,整个过程就是太阳能光伏发电的基本原理。
而太阳能光热发电的原理是,通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置,利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体),再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。
简要来说,太阳能光热发电分为三个环节,集热环节、利用太阳能加热导热介质、最后通过导热介质带动发动机发电。
而相应的针对各个环节,都有不同的方法进行科学的不断尝试来形成最优设计,如:集热环节主要有槽式、塔式、碟式、涅菲尔式等4种;导热工质一般采用水、 矿物油或者熔盐;最后可通过水蒸汽朗肯循环、CO2布雷顿循环或者斯特林发动机等发电。
那么太阳能光热发电究竟是怎么运行的呢?我们将用一个已经投入运作的示范项目进行详细说明。
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