2、眾多的定日鏡圍繞中心塔而建立，占地面積巨大。中央塔的建立必須要保證各個定日鏡之間互相不能阻擋光線，各個定日鏡之間的距離隨著它們與中心塔距離的增加而大幅度增長，因而塔式熱發(fā)電系統(tǒng)的占地面積隨著功率等級的增加而呈指數(shù)性激增。
3、各個定日鏡需要單獨(dú)進(jìn)行兩維控制，控制系統(tǒng)極其復(fù)雜。在塔式系統(tǒng)中，各個定日鏡相對于中心塔有著不同的朝向和距離，因此，每個定日鏡的跟蹤都要進(jìn)行單獨(dú)的兩維控制，且各個定日鏡的控制各不相同，這就極大地增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和安裝調(diào)試特別是光學(xué)調(diào)整的難度。
4、為了減少眾多定日鏡的余弦效應(yīng)，中心塔必須建得足夠高才行。美國已經(jīng)建成的Solar Two(10MW)塔式熱發(fā)電的中心塔高達(dá)100多米。這樣高的塔不僅不可避免地增加塔式系統(tǒng)的熱發(fā)電成本，而且無法適應(yīng)我國北部多風(fēng)地區(qū)的工作環(huán)境。
由于上述這些問題，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)盡管可以實(shí)現(xiàn)1000度的聚焦高溫，但一直面臨著單位裝機(jī)容量投資過大的問題(目前塔式系統(tǒng)的初投資成本為3.4～4.8萬元/kW)，而且造價降低非常困難，所以塔式系統(tǒng)五十多年來始終停留在示范階段而沒有推廣開來。
槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)
槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是利用圓柱拋物面的槽式反射鏡將太陽聚焦到管狀的接收器上，并將管內(nèi)傳熱工質(zhì)加熱。槽式系統(tǒng)商業(yè)化的典型代表是位于美國加州Mojave沙漠上的總裝機(jī)容量為354MW的9座槽式太陽能熱發(fā)電站，年發(fā)電總量為8億kWh，從上世紀(jì)90年代初開始并網(wǎng)運(yùn)行(見圖2)。
目前塔式、槽式、碟式三種系統(tǒng)中，只有槽式實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。通過技術(shù)不斷改進(jìn)和電站規(guī)模不斷擴(kuò)大，美國加州Mojave沙漠的槽式熱發(fā)電系統(tǒng)的初投資成本已經(jīng)由1號電站(功率為14MW)的4490美元/kW降到了8號電站(功率為80MW)的2890美元/kW，發(fā)電成本由1號電站的44美分/kWh下降到9號電站的17美分/kWh(按照2004年美元計算)，系統(tǒng)效率由1號電站的9.3%提高到9號電站的13.6%。
槽式系統(tǒng)以線聚焦代替了點(diǎn)聚焦，并且聚焦的管線隨著圓柱拋物面反射鏡一起跟蹤太陽而運(yùn)動，這樣解決了塔式系統(tǒng)由于聚焦光斑不均勻而導(dǎo)致的光熱轉(zhuǎn)換效率不高的問題，將光熱轉(zhuǎn)換效率提高到70%左右。但是槽式系統(tǒng)也帶來三個新的問題：
1、無法實(shí)現(xiàn)固定目標(biāo)下的跟蹤，導(dǎo)致系統(tǒng)機(jī)械笨重。由于太陽能接收器(中間的聚焦管線)固定在槽式反射鏡上，隨著反射鏡一起運(yùn)動，因而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的機(jī)械裝置比較笨重，而且熱管的連接節(jié)必須是活動性的，這種結(jié)構(gòu)保溫較為困難也容易損壞。
2、槽式系統(tǒng)的抗風(fēng)能力較差，不適宜工作在大風(fēng)地區(qū)。圖2電站中，每個槽式反射鏡都是99米長、5.7米寬的一個大整體鏡面，風(fēng)阻很大，因此現(xiàn)有的槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)一般應(yīng)用于無風(fēng)或微風(fēng)的荒漠地區(qū)，與我國北方多風(fēng)甚至大風(fēng)的氣候條件有很大差異，在我國應(yīng)用必須要改變或加強(qiáng)反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)以增加槽式系統(tǒng)的抗風(fēng)性能，這樣必然導(dǎo)致初投資成本和熱發(fā)電成本在目前國外2890美元/kW和17美分/kWh的水平上大幅上揚(yáng)。
3、槽式系統(tǒng)的接收器長，散熱面積大。槽式系統(tǒng)的太陽能接收器是根很長的吸熱管，盡管發(fā)展了許多新的吸光技術(shù)，其散熱(包括由熱輻射造成的散熱)面積要比其有效的受光面積大，因此與點(diǎn)型聚光系統(tǒng)如碟式和塔式相比，槽式系統(tǒng)的熱損耗較大。
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