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文案控 2025-06-16 13:53:38 0 次 0条

熔盐塔式光热电站（Concentrated Solar Power, CSP Tower with Molten Salt）是一种利用太阳能进行发电的热力发电系统，其核心是通过聚光集热和熔盐储热实现高效、稳定的电力输出。以下是其工作原理的简要说明：

1. 聚光集热

• ** heliostats（定日镜）**：电站使用大量可自动跟踪太阳的平面镜（定日镜），将太阳光精准反射并聚焦到塔顶的接收器（receiver）上。
• 接收器：位于塔顶的接收器吸收高强度的太阳辐射，将光能转化为热能。接收器通常包含黑色吸热材料，内部流过传热介质。

2. 熔盐传热与储热

• 熔盐作为传热介质：接收器内流通的熔盐（通常为硝酸钠和硝酸钾的混合物，比例约60:40）被加热至约565°C。熔盐具有高热容、低成本和稳定性好的特点，适合高温传热。
• 储热系统：高温熔盐被泵送到热储罐（hot storage tank）存储，部分直接用于发电，部分储存以备夜间或阴天使用。冷熔盐（约290°C）从冷储罐泵送回接收器，循环使用。

3. 热能发电

• 热交换器：高温熔盐流经热交换器，将热量传递给水，产生高压高温蒸汽（或直接加热工作流体）。
• 蒸汽轮机：高温蒸汽驱动蒸汽轮机旋转，带动发电机产生电能，类似传统火电站的发电原理。
• 冷却循环：蒸汽在发电后通过冷却塔或空气冷却系统冷凝为水，重新进入热交换器，形成闭合循环。

4. 储能与调度优势

• 熔盐的高储热能力允许电站将多余热能储存数小时甚至数天（视储罐容量）。通过调节熔盐流量，电站可在夜间或云遮挡时持续发电，克服太阳能间歇性问题，实现接近基荷电力输出。
• 储热系统使熔盐塔式电站比光伏电站更具灵活性，可根据电网需求调度电力。

5. 系统效率与特点

• 效率：塔式光热电站的总体光电转换效率约为15%-20%，低于光伏（20%-25%），但储热能力使其在夜间或阴天仍能发电。
• 运行温度：熔盐系统可实现565°C以上的高温，远高于其他光热技术（如槽式光热，约400°C），提高热机效率。
• 占地与规模：需要较大面积布置定日镜，适合部署在高直射辐射地区（如沙漠）。

6. 关键组件

• 定日镜场：数百至数千面镜子，需精确控制以跟踪太阳。
• 中央接收塔：高度通常在100-250米，接收器位于顶部。
• 熔盐储罐：包括热储罐和冷储罐，用于储存和循环熔盐。
• 热交换器与发电系统：将热能转化为电能的核心设备。

7. 优缺点

• 优点：
  • 储热能力强，可实现24小时发电。
  • 高温运行提高热机效率。
  • 环境友好，减少化石燃料依赖。
• 缺点：
  • 初始投资高（定日镜、塔、储罐等成本较高）。
  • 需高直射辐射，地理位置受限。
  • 系统复杂，维护成本较高（需防止熔盐凝固或腐蚀）。

8. 应用实例

• 如美国内华达州的Crescent Dunes电站（110 MW，10小时储能），采用熔盐塔式技术；中国德令哈50 MW熔盐塔式光热电站也是典型案例。

结论

熔盐塔式光热电站通过定日镜聚光、熔盐传热与储热、蒸汽轮机发电，实现高效、稳定的太阳能发电。其储热能力是最大优势，使其在可再生能源领域中具有独特价值，特别适合需要稳定电力输出的场景。