太阳能聚光塔(),又稱「太阳能聚光發電廠」或「定日鏡發電廠」,是一種利用塔來接收聚焦陽光的太陽爐。它使用由平坦、可移動的反射鏡(稱為定日鏡)組成的陣列,將太陽光線聚焦到集熱塔(目標)上。聚光太陽能(CSP)系統被視為一種可再生的、無污染的能源解決方案。
早期的設計利用這些聚焦的光線來加熱水,並利用產生的蒸汽來驅動渦輪機。較新的設計已採用液態鈉進行示範,而使用熔鹽(40% 硝酸鉀、60% 硝酸鈉)作為工作流體的系統現已投入運作。這些工作流體具有高熱容量,可在將能量用於煮沸水以驅動渦輪機之前,先用於儲存能量。儲存熱能以供日後回收利用,使得在陽光照射期間以及日落後(或雲層遮蔽後)數小時內都能持續發電。
設計
(Ashalim Power Station),以色列,建成時為全球最高的太陽能塔]]
(Solar Two),位於加州]]
- 部分聚光太陽能(CSP)塔採用空冷而非水冷,以避免使用有限的沙漠水資源
- 使用平板玻璃代替較昂貴的曲面玻璃
環境問題
有證據顯示,此類大面積太陽能聚光裝置可能會燒死飛越其上的鳥類。在陣列中心附近,溫度可達 ,加上太陽能通量本身,足以將鳥類焚燒。距離較遠的鳥類羽毛可能會被燒焦,導致鳥類最終死亡。伊萬帕發電廠報告稱,每兩分鐘就有一隻鳥被燒傷。伊萬帕太陽能發電廠的工作人員將這些鳥稱為「流光」(streamers),因為它們在半空中著火,冒著煙墜落地面。在測試定日鏡初始待機位置的過程中,有115隻鳥因進入聚焦的太陽能通量而死亡。在運作的前6個月內,共有321隻鳥死亡。在將待機程序更改為不再將超過四台定日鏡聚焦於任何一點後,沒有再發生鳥類死亡事件。
伊萬帕太陽能發電設施被加州歸類為溫室氣體排放源,因為它每天早晨必須燃燒化石燃料數小時,以便能快速達到其工作溫度。
商業應用
多家公司參與了公用事業規模發電廠的規劃、設計和建設。有許多應用創新解決方案於太陽能發電的案例研究。在「向下光束」塔式設計中,陽光被定日鏡反射到位於塔頂的上方焦點,然後被向下反射到位於地面附近的接收器。首座商業化的向下光束塔為玉門新能50MW塔式電站。
新穎應用
的礦坑發電塔概念]]
礦坑發電塔(Pit Power Tower)結合了太陽能聚光塔和氣動發電塔,設置於已退役的露天礦坑中。傳統的太陽能聚光塔在規模上受到塔高以及較近的定日鏡阻擋較外圍定日鏡視線至接收器的限制。利用礦坑的「階梯式座位」有助於克服視線遮擋的限制。
由於太陽能聚光塔通常使用蒸汽來驅動渦輪機,而水在太陽能資源豐富的地區往往稀缺,露天礦坑的另一個優勢是它們傾向於積水,因為它們被挖掘至地下水位以下。礦坑發電塔在熱電聯產系統中使用低溫蒸汽來驅動氣動管。將礦坑重新用於此類項目的第三個好處是,有可能重新利用礦場的既有基礎設施,如道路、建築物和電力設施。
太阳能聚光塔列表
延申閲讀
- 定日鏡
- 太陽爐
- 聚光太陽能熱發電
參考文獻
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