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前言：
塔式太陽能聚焦光熱蓄能發電的原理,是通過地麵展開的很多個反射鏡旋轉追蹤太陽軌跡,將(jiang)太(tai)陽(yang)光(guang)反(fan)射(she)聚(ju)焦(jiao)彙(hui)聚(ju)到(dao)中(zhong)心(xin)塔(ta)頂(ding)太(tai)陽(yang)能(neng)收(shou)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)，接(jie)收(shou)器(qi)的(de)高(gao)度(du)從(cong)幾(ji)十(shi)米(mi)到(dao)上(shang)百(bai)米(mi)，聚(ju)焦(jiao)太(tai)陽(yang)光(guang)用(yong)以(yi)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)熱(re)能(neng)。利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)加(jia)熱(re)收(shou)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)的(de)傳(chuan)熱(re)介(jie)質(zhi),(例如加熱鹽類融化),熱介質通過蓄能、管道介質傳導、rejiezhijiaohuandengdeng，zaijiareshuixingchengzhengqi，zhijiedaidongfadianjifadian。yujiyuzhiliufadiandetaiyangnengguangfufadianbutong，tashitaiyangnengjujiaoguangrexunengfadiandetuchuyoudian，yishifadianweichuantongfadianjimoshidejiaoliudian，kezhijiebingwang，shangwangxiaolvgaochengbendi，yuguangfuzhiliufadianbijiaoshengdiaolezhiliudaojiaoliunibianqichengbenyuzhuanhuanxiaolvlangfei；其次，其熱蓄能方式為融化的低成本的鹽類（與光伏發電的電池蓄能比較），熱(re)交(jiao)換(huan)時(shi)間(jian)可(ke)控(kong)，可(ke)在(zai)多(duo)雲(yun)雨(yu)天(tian)和(he)夜(ye)晚(wan)繼(ji)續(xu)發(fa)電(dian)，而(er)可(ke)控(kong)發(fa)電(dian)上(shang)傳(chuan)並(bing)網(wang)時(shi)間(jian)。因(yin)此(ci)，塔(ta)式(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)聚(ju)焦(jiao)光(guang)熱(re)蓄(xu)能(neng)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)度(du)電(dian)成(cheng)本(ben)在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)種(zhong)類(lei)中(zhong)最(zui)低(di)，發(fa)電(dian)時(shi)間(jian)可(ke)控(kong)，是(shi)最(zui)有(you)希(xi)望(wang)成(cheng)為(wei)成(cheng)熟(shu)技(ji)術(shu)的(de)建(jian)立(li)規(gui)模(mo)化(hua)發(fa)電(dian)廠(chang)可(ke)能(neng)。自(zi)20世紀80年代以來，美國、西班牙、意大利等國相繼建立起不同形式的示範裝置，有力地促進了熱發電技術的發展。
一，塔式太陽能熱發電係統原理
塔式 CSP(Concentrating Solar Power) 電站的聚光係統由數以千計帶有雙軸太陽追蹤係統的反射鏡陣列（稱為定日鏡）、一座（或數座）中央集熱塔、集能器、蓄熱器、發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)等(deng)五(wu)個(ge)主(zhu)要(yao)部(bu)分(fen)構(gou)成(cheng)。塔(ta)式(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)由(you)成(cheng)千(qian)上(shang)萬(wan)麵(mian)雙(shuang)軸(zhou)太(tai)陽(yang)追(zhui)蹤(zong)係(xi)統(tong)的(de)反(fan)射(she)鏡(jing)陣(zhen)列(lie)將(jiang)太(tai)陽(yang)光(guang)聚(ju)焦(jiao)到(dao)中(zhong)央(yang)接(jie)收(shou)器(qi)上(shang)，接(jie)收(shou)器(qi)將(jiang)聚(ju)集(ji)的(de)太(tai)陽(yang)輻(fu)射(she)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)能(neng)，然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)熱(re)能(neng)傳(chuan)遞(di)給(gei)熱(re)力(li)循(xun)環(huan)工(gong)具(ju)，驅(qu)動(dong)熱(re)機(ji)做(zuo)功(gong)發(fa)電(dian)。塔(ta)式(shi)電(dian)站(zhan)的(de)優(you)點(dian)一(yi)是(shi)聚(ju)光(guang)倍(bei)數(shu)高(gao)，容(rong)易(yi)達(da)到(dao)較(jiao)高(gao)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)，陣(zhen)列(lie)中(zhong)的(de)定(ding)日(ri)鏡(jing)數(shu)目(mu)越(yue)多(duo)，其(qi)聚(ju)光(guang)比(bi)越(yue)大(da)，最(zui)高(gao)可(ke)達(da)1 :500，運行溫度可達1 000℃～1 500℃，使其年度發電效率可以達到17%~20%，並且由於管路循環係統較槽式係統簡單得多，提高效率和降低成本的潛力都比較大。
二，塔式太陽能熱發電係統主要組件定日鏡與追日反射係統簡介
定日鏡
dingrijingshitashitaiyangnengrefadianxitongzhongdeguanjianshebei。dingrijingchangdeshejishitashitaiyangnengrefadianxitongshejidezhongyaohuanjiezhiyi，shejilianghaodedingrijingchangkeyicongzhengtishangjiangdifadianchengben，shitaiyangnengrefadianzouxiangshiyonghuadejichuzhiyi。dingrijingzhuyaoyoupingmianfanshejingyuzhuanjiaoyangjiaoshuangzhouqudongdegenzongjigouzucheng，fanshejingmianduyinbingtubaohuceng，fanshejinganzhuangzaifanguangjingtuojiashang。dingrijingfenbuzaitadezhouwei，zuchengpangdadedingrijingchang，qijuguangmianjifeichangda，suoyitashitaiyangnengjirezhuangzhijuguangbihengao，juguangbeishukeyidadaoshubaibeizhishangqianbei，keyishidejieshouqigongzuowendudadaoqian℃以上。定日鏡照片見圖3。
塔式太陽能熱發電係統的定日鏡
塔式太陽能熱發電站的定日鏡係統建設需要考慮和注意的問題有：機械碰撞問題、陰影和阻擋損失，衰減損耗、定日鏡的排布與布置方式以及定日鏡的跟蹤與傳動等。
定日鏡的追日跟蹤反射係統：
每個定日鏡位置控製係統裝有GPS定位與定時傳感器，從GPShuodedangdidejingduweiduyudangdidangqianshijian，bingyuguojitianwenxiehuizuzhilianwangjieshouqitigongquedingdangdijingduweiduxiadangqianshijiandetaiyangrushejiaodu，zheyangdezixunkeyiyuyouguanguojitianwenxiehuihezuo，tiqianyitiantongguowangluoyuxianhuodebaocunzaikongzhiqinei，bingzaikongzhixitongzhongtiqianjisuanhaobaitianmeigeshijiandiandedingrijingduirifanshejiaodu。dingrijingmeitianzaitaiyangluoshanzhihoukeyipingfuguiwei，jiangjisuandierridezhuandongguijimeigeshijiandianjiaodu，zheyangjikeyibimianwanjiandedafengyushuiduijingmiandesunhao，yanchangjingmianshiyongshouming，tongshihaikeyiduiyukongzhixitongdeweizhimeiriyouyigeqishidianweizhixiaozhun，zaidiertiandetaiyangkaishishengqishi，congqishidianweizhikaishihekongzhiqiletiqianjisuanhaodeduirifanshejiaoduguiji，qudongzhuandongdingrijingdezhuanjiaoheyangjiaoliangtaidianji，yuanzhuangzaidianjishangjiancejiaodudebianmaqiweizhifankuixinhaobijiao，daodazaiyudingdeyigeshijianyuyigeduiyingdetingzhiweizhidian。zheyanggenjuyuxianlejiedetaiyangguijigaibiandingrijingdefanshejiaodu，chengwei“追日跟蹤位置控製係統”。
三，檢測驅動電機旋轉位置的編碼器
定ding日ri鏡jing控kong製zhi係xi統tong的de關guan鍵jian核he心xin，是shi半ban開kai環huan半ban閉bi環huan的de立li體ti角jiao度du控kong製zhi，其qi對dui太tai陽yang光guang角jiao度du的de獲huo取qu與yu到dao位wei是shi開kai環huan的de，提ti前qian獲huo得de當dang地di太tai陽yang軌gui跡ji位wei置zhi與yu計ji算suan每mei個ge時shi間jian段duan的de反fan射she角jiao度du；而控製器雙軸驅動的轉角仰角到達這樣提前計算的角度位置是閉環控製，根據位置傳感器——編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)反(fan)饋(kui)位(wei)置(zhi)比(bi)較(jiao)電(dian)機(ji)的(de)驅(qu)動(dong)執(zhi)行(xing)。這(zhe)樣(yang)的(de)目(mu)的(de)是(shi)控(kong)製(zhi)造(zao)價(jia)成(cheng)本(ben)與(yu)運(yun)營(ying)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)，高(gao)精(jing)密(mi)的(de)動(dong)態(tai)隨(sui)動(dong)係(xi)統(tong)隨(sui)時(shi)捕(bu)捉(zhuo)太(tai)陽(yang)光(guang)角(jiao)度(du)的(de)一(yi)次(ci)投(tou)入(ru)成(cheng)本(ben)和(he)運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)對(dui)於(yu)這(zhe)樣(yang)數(shu)千(qian)片(pian)的(de)定(ding)日(ri)鏡(jing)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)偏(pian)高(gao)，而(er)不(bu)宜(yi)使(shi)用(yong)，隨(sui)之(zhi)代(dai)替(ti)的(de)是(shi)堅(jian)實(shi)耐(nai)用(yong)的(de)回(hui)轉(zhuan)裝(zhuang)置(zhi)，由(you)減(jian)速(su)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)，並(bing)由(you)兩(liang)個(ge)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)量(liang)編(bian)碼(ma)器(qi)作(zuo)為(wei)轉(zhuan)角(jiao)仰(yang)角(jiao)位(wei)置(zhi)的(de)反(fan)饋(kui)傳(chuan)感(gan)器(qi)。
定日鏡所用角度傳感器的核心，是高可靠性接近免維護而且還要低成本的增量編碼器。其所需的可靠性要求包括如下：
- 高gao防fang護hu等deng級ji的de密mi封feng特te性xing。由you於yu大da部bu分fen工gong作zuo在zai戶hu外wai沙sha漠mo地di區qu，對dui於yu風feng沙sha和he因yin高gao溫wen差cha變bian化hua引yin起qi的de吸xi入ru式shi水shui氣qi侵qin入ru的de防fang護hu特te別bie的de重zhong要yao，因yin此ci對dui於yu編bian碼ma器qi的de外wai殼ke封feng裝zhuang要yao求qiu不bu可ke以yi有you一yi顆ke螺luo絲si擰ning緊jin式shi封feng裝zhuang，而er是shi金jin屬shu外wai殼ke的de一yi次ci性xing擠ji壓ya式shi密mi封feng，構gou成cheng編bian碼ma器qi外wai殼ke與yu底di座zuo的de同tong材cai料liao一yi體ti化hua，並bing抗kang氧yang化hua。外wai殼ke的de防fang護hu等deng級ji必bi須xu在zaiIP67或以上，轉軸的防護等級必須在IP64或以上。
- 寬電源與電氣保護。由於功耗的要求，此編碼器的工作電壓是5V，但是編碼器所需的供桌電壓範圍是5到30Vdc，並具有反接保護過壓保護，以防止戶外的雷電感應衝擊。
- 輸出信號的穩定可靠性，由於是選用較低成本的增量脈衝信號的編碼器，且工作電源為較低的5V，信號輸出也僅僅是5V的推挽式，信號電纜較長的可能達到5—10米(mi)，這(zhe)對(dui)於(yu)增(zeng)量(liang)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)的(de)可(ke)靠(kao)穩(wen)定(ding)性(xing)有(you)很(hen)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，要(yao)求(qiu)在(zai)整(zheng)個(ge)白(bai)天(tian)工(gong)作(zuo)期(qi)間(jian)的(de)沒(mei)有(you)丟(diu)脈(mai)衝(chong)。這(zhe)樣(yang)的(de)增(zeng)量(liang)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)會(hui)要(yao)求(qiu)經(jing)過(guo)嚴(yan)格(ge)的(de)實(shi)驗(yan)測(ce)試(shi)，達(da)到(dao)抗(kang)幹(gan)擾(rao)穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)。（歐盟檢測機關的CE電磁兼容性認證）。
- 寬溫度範圍。沙漠地區的溫差很大，一般要求編碼器的溫度範圍達到 -25℃——80℃。
- 抗震動衝擊等級。由於空曠場地的大風振動可能，要求編碼器的抗振動衝擊等級較高，包裝盒內六麵一米跌落無損。
- zuiguanjiandeshidijiagehejiaochangshijiandezhibaoqi。zhisuoyimeiyouxuanzegengkekaohelidejueduizhiduoquanbianmaqi，yeshiyinweicixiangyingyongdedichengbenyaoqiu。shuqiangedingrijing，meigedingrijingxuyaolianggebianmaqi，zheyangguimodechengbenyalixia，jiejinyumianweihudexinhaokekaoqiedichengbendezengliangbianmaqishidiyixuanze。
塔式太陽能熱發電係統的經濟效益分析
目前各國政府對 CSP 發展的態度，以及對技術路線選擇的傾向性基本一致：即同時支持技術成熟穩定的槽式係統和效率更高的塔式係統。相對於槽式係統的“線聚光”，采用“點聚光”的塔式係統能夠具有更高的能量轉換效率，其技術也逐漸獲得認可，采用這項技術的多座商用電站（或大型實驗電站）已於近幾年建成。
塔式太陽能熱發電係統的總投資成本由各部分投資成本之和組成。包括定日鏡的成本、接收器的成本、接收塔的成本以及場地的成本、蓄(xu)熱(re)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)等(deng)。其(qi)中(zhong)定(ding)日(ri)鏡(jing)由(you)於(yu)數(shu)量(liang)多(duo)，占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)大(da)，其(qi)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)在(zai)整(zheng)個(ge)塔(ta)式(shi)熱(re)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)總(zong)成(cheng)本(ben)中(zhong)占(zhan)有(you)較(jiao)大(da)的(de)比(bi)例(li)，因(yin)此(ci)這(zhe)一(yi)部(bu)分(fen)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)和(he)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)的(de)控(kong)製(zhi)，也(ye)是(shi)這(zhe)樣(yang)應(ying)用(yong)推(tui)廣(guang)的(de)核(he)心(xin)問(wen)題(ti)。塔(ta)式(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)將(jiang)是(shi)近(jin)期(qi)在(zai)世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei)推(tui)進(jin)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)商(shang)業(ye)化(hua)應(ying)用(yong)的(de)突(tu)破(po)口(kou)和(he)重(zhong)點(dian)。其(qi)中(zhong)聚(ju)光(guang)裝(zhuang)置(zhi)作(zuo)為(wei)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)投(tou)資(zi)最(zui)大(da)的(de)核(he)心(xin)設(she)備(bei)之(zhi)一(yi)，提(ti)高(gao)其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)、穩定性和跟蹤精度及降低成本是今後塔式太陽能熱發電技術重點，對實行太陽能熱發電商業化運行具有重大意義。
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