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、熱re介jie質zhi交jiao換huan等deng等deng，再zai加jia熱re水shui形xing成cheng蒸zheng汽qi，直zhi接jie帶dai動dong發fa電dian機ji發fa電dian。與yu基ji於yu直zhi流liu發fa電dian的de太tai陽yang能neng光guang伏fu發fa電dian不bu同tong，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的de突tu出chu優you點dian，一yi是shi發fa電dian為wei傳chuan統tong發fa電dian機ji模mo式shi的de交jiao流liu電dian，可ke直zhi接jie並bing網wang
，上shang網wang效xiao率lv高gao成cheng本ben低di，與yu光guang伏fu直zhi流liu發fa電dian比bi較jiao省sheng掉diao了le直zhi流liu到dao交jiao流liu逆ni變bian器qi成cheng本ben與yu轉zhuan換huan效xiao率lv浪lang費fei；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GPS獲huo得de當dang地di的de經jing度du緯wei度du與yu當dang地di當dang前qian時shi間jian
，並bing與yu國guo際ji天tian文wen協xie會hui組zu織zhi聯lian網wang接jie收shou其qi提ti供gong確que定ding當dang地di經jing度du緯wei度du下xia當dang前qian時shi間jian的de太tai陽yang入ru射she角jiao度du，這zhe樣yang的de資zi訊xun可ke以yi與yu有you關guan國guo際ji天tian文wen協xie會hui合he作zuo，提ti前qian一yi天tian通tong過guo網wang絡luo預yu先xian獲huo得de保bao存cun在zai控kong製zhi器qi內nei，並bing在zai控kong製zhi係xi統tong中zhong提ti前qian計ji算suan好hao白bai天tian每mei個ge時shi間jian點dian的de定ding日ri鏡jing對dui日ri反fan射she角jiao度du。定ding日ri鏡jing每mei天tian在zai太tai陽yang落luo山shan之zhi後hou可ke以yi平ping伏fu歸gui位wei，將jiang計ji算suan第di二er日ri的de轉zhuan動dong軌gui跡ji每mei個ge時shi間jian點dian角jiao度du，這zhe樣yang既ji可ke以yi避bi免mian晚wan間jian的de大da風feng雨yu水shui對dui鏡jing麵mian的de損sun耗hao，延yan長chang鏡jing麵mian使shi用yong壽shou命ming，同tong時shi還hai可ke以yi對dui於yu控kong製zhi係xi統tong的de位wei置zhi每mei日ri有you一yi個ge起qi始shi點dian位wei置zhi校xiao準zhun，在zai第di二er天tian的de太tai陽yang開kai始shi升sheng起qi時shi，從cong起qi始shi點dian位wei置zhi開kai始shi和he控kong製zhi器qi了le提ti前qian計ji算suan好hao的de對dui日ri反fan射she角jiao度du軌gui跡ji，驅qu動dong轉zhuan動dong定ding日ri鏡jing的de轉zhuan角jiao和he仰yang角jiao兩liang台tai電dian機ji，與yu安an裝zhuang在zai電dian機ji上shang檢jian測ce角jiao度du的de編bian碼ma器qi位wei置zhi反fan饋kui信xin號hao比bi較jiao，到dao達da在zai預yu定ding的de一yi個ge時shi間jian與yu一yi個ge對dui應ying的de停ting止zhi位wei置zhi點dian。這zhe樣yang根gen據ju預yu先xian了le解jie的de太tai陽yang軌gui跡ji改gai變bian定ding日ri鏡jing的de反fan射she角jiao度du
，稱cheng為wei“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

dingrijingkongzhixitongdeguanjianhexin
，shibankaihuanbanbihuandelitijiaodukongzhi，qiduitaiyangguangjiaodudehuoquyudaoweishikaihuande
，tiqianhuodedangditaiyangguijiweizhiyujisuanmeigeshijianduandefanshejiaodu；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——bianmaqidefankuiweizhibijiaodianjidequdongzhixing。zheyangdemudeshikongzhizaojiachengbenyuyunyingweihuchengben
，gaojingmidedongtaisuidongxitongsuishibuzhuotaiyangguangjiaodudeyicitouruchengbenheyunxingweihuchengbenduiyuzheyangshuqianpiandedingrijingkongzhixitongchengbenpiangao，erbuyishiyong
，suizhidaitideshijianshinaiyongdehuizhuanzhuangzhi，youjiansudianjiqudong，bingyoulianggegaokekaoxingdichengbendezengliangbianmaqizuoweizhuanjiaoyangjiaoweizhidefankuichuanganqi。

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：

1. 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(zai)IP67或以上
   ，轉軸的防護等級必須在IP64或以上。
2. 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。
3. 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）。
4. 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℃。
5. 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。
6. 最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)是(shi)低(di)價(jia)格(ge)和(he)較(jiao)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)質(zhi)保(bao)期(qi)。之(zhi)所(suo)以(yi)沒(mei)有(you)選(xuan)擇(ze)更(geng)可(ke)靠(kao)合(he)理(li)的(de)絕(jue)對(dui)值(zhi)多(duo)圈(quan)編(bian)碼(ma)器(qi)，也(ye)是(shi)因(yin)為(wei)此(ci)項(xiang)應(ying)用(yong)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)要(yao)求(qiu)。數(shu)千(qian)個(ge)定(ding)日(ri)鏡(jing)，每(mei)個(ge)定(ding)日(ri)鏡(jing)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)編(bian)碼(ma)器(qi)，這(zhe)樣(yang)規(gui)模(mo)的(de)成(cheng)本(ben)壓(ya)力(li)下(xia)，接(jie)近(jin)於(yu)免(mian)維(wei)護(hu)的(de)信(xin)號(hao)可(ke)靠(kao)且(qie)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)量(liang)編(bian)碼(ma)器(qi)是(shi)第(di)一(yi)選(xuan)擇(ze)。

 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。