18新利最新登入太阳能热发电是如何运作的吗

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太阳热能不断发出嘎嘎声即使太阳下山。看到更多的绿色生活的照片
美联社照片/ SkyFuel,杰克邓普西

我们大多数人不认为我们的电从哪里来,只知道它是可用的和丰富的。电力通过燃烧化石燃料,如煤炭、石油和天然气,排放二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物——科学家认为导致气候变化的气体。太阳能热(热)的能量是一种无碳、可再生替代电源获得的煤和天然气等化石燃料。这不是一个未来的事情,。从1984年到1991年,美国建立九这样的植物在加州莫哈韦沙漠,今天他们继续每年提供354兆瓦的容量,用于500000年加州房屋[来源:哈钦森]。可靠的电力,。在2008年六天的高峰需求扣在加州电网,电力中断,这些太阳能热发电厂持续生产能力110%[来源:Kanellos]。

想知道这项技术已经从那时起吗?在1990年代当天然气价格下降,太阳能热发电也感兴趣。今天,技术准备东山再起。它是由美国国家可再生能源实验室估计,太阳热能可以提供数百瓦的电力,相当于在美国超过10%的需求[来源:LaMonica]。

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动摇了太阳能电池板的图像从你的头——这种需求是需要发电厂。有两种主要方法生成的能量来自太阳。光伏(光伏),集中式太阳能热(中科),也称为集中式太阳能(CSP)的技术。

光伏将太阳光直接转化为电能。这些太阳能电池通常发现供电设备,如手表、太阳镜和背包,以及偏远地区提供电力。

太阳能热技术是大规模相比之下。一个重大的区别从光伏太阳能热电厂发电间接。来自太阳的热量收集光线并用来加热液体。产生的蒸汽加热的流体驱动发电机产生电能。这是类似于燃烧化石燃料发电厂的工作方式,除了收集产生的蒸汽热量而不是燃烧的化石燃料。

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太阳能热系统

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抛物槽,这样使用在科罗拉多州,集中太阳的能量巨大的温度。
美联社照片/ SkyFuel,杰克邓普西

有两种类型的太阳能热系统:被动和主动。一个被动的系统不需要设备,比如热堆积在你的车停放在阳光下。一个活跃的系统需要一些方法来吸收和收集太阳辐射,然后存储它。

太阳能热电厂是活跃的系统,虽然有几个类型,有一些基本的相似之处:镜子反射,集中的阳光,接收器收集太阳能并将其转换为热能。发电机可以用于从这个热能发电。

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最常见的一种太阳能热发电厂,其中包括植物在加州莫哈韦沙漠的,使用一个抛物槽设计收集太阳辐射。这些收藏家称为线性集中器系统,最大的是能够产生80兆瓦的电力[来源:美国能源部]。他们的形状像一根半你会看到用于滑雪、滑板、线性,碗型反射器覆盖超过900000镜子南北对齐和能够主跟随太阳移动时白天东到西。因为它的形状,这种类型的工厂可以达到操作温度750华氏度(400摄氏度),集中太阳光在30到100倍正常强度到传热流体或水/蒸汽管道[来源:能源信息管理局18luck手机登录]。热流体用于产生蒸汽,然后蒸汽旋转涡轮机驱动发电机发电。

而抛物槽设计可以运行在全功率太阳能工厂,他们更经常使用太阳能和化石燃料混合,增加化石燃料的能力作为备份。

塔式太阳能电站系统是另一种类型的太阳能热系统。电力塔依靠成千上万定日镜大,平sun-tracking镜子,专注和集中太阳的辐射到一个塔顶接收器。抛物槽、传热流体或水/蒸汽加热的接收机(电力塔,能够集中太阳的能量1500倍),最终转化为蒸汽,用于发电涡轮和发电机。

发电塔设计仍在发展,但也会有一天会实现发电电厂每塔生产大约200兆瓦的电力。

系统是三分之一太阳能碟/引擎。抛物槽和电力塔相比,盘系统是小型生产商(大约3到25千瓦)。有两个主要组件:太阳能集中器(菜)和功率转换单元(发动机/发电机)。这道菜是指着太阳和收集太阳能并追踪;它能够集中精力2000倍。热接收器,一系列管满冷却液(如氢或氦),坐在这道菜和发动机之间。它吸收的集中太阳能盘,将其转换为热量和热量发送到发动机,使其成为电力。

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太阳热能加热

太阳能热系统是一种很有前途的可再生能源解决方案——太阳是一个丰富的资源。除非是夜间。或者当太阳被云层覆盖。热能存储(测试工程师)系统高压液体储罐使用以及太阳能热系统允许植物银行几个小时的潜在的电力。非高峰存储是一个关键组成部分太阳能热电厂的有效性。

三个主要的测试技术自1980年代以来一直在测试时,第一太阳能热发电厂建造:槽式直接系统、槽式间接系统和温跃层单槽系统。

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在一个“双槽直接系统、太阳能热能存储在相同的传热流体收集。液体分为两个坦克,坦克将其存储在一个较低的温度和其他高温。液体存储在低温槽贯穿整个核电站的太阳能集热器的并发送到高温加热水箱。通过发送液体储存在高温热交换器产生蒸汽,然后使用发电机发电。一旦这是通过热交换器,低温储罐的液体然后返回。

一个槽式间接系统功能基本一样直接系统除了它使用不同类型的传热流体,通常那些昂贵的或不使用存储液体。为了克服这一点,间接系统低温液体通过额外的热交换器。

与槽式系统温跃层单槽系统存储热能作为固体,通常硅砂。在单坦克,部分固体保持着低到高的温度,在温度梯度,这取决于流体的流动。用于存储、热传热流体流入水箱和冷却的顶部向下传播,退出作为低温液体。产生蒸汽发电,这个过程正好相反。

太阳能热系统,使用矿物油或熔盐作为传热介质对te ',但不幸的是没有进一步的研究,系统运行在水/蒸汽不能存储热能。其他替代液体传热流体包括研究的进步,使用相变材料和新型热存储概念都以降低存储成本和提高性能和效率。

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太阳能热温室

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丽莎Kivirist和约翰·伊万科站旁边一个太阳能热系统,加热温室泽。
美联社照片/安迪酱油

使用热质量材料的想法——有能力储存热量的材料——存储太阳能不仅仅适用于大规模太阳能热发电厂和存储设施。这个想法可以在温室一样司空见惯的东西。

通常白天太阳能温室陷阱,朝南布置的好处和斜面屋顶最大化日晒。但是一旦太阳下山,种植者的做什么?太阳能热温室能够保持热热量,晚上用它来温暖的温室。

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石块、水泥和水或水桶都可以作为简单、被动热质量材料(散热片),白天捕捉太阳的热量,辐射晚上回来。

更大的抱负?应用相同的思想用于太阳能热电厂(虽然在一个小得多的水平)和你自己全年的增长。太阳能热温室、太阳能温室也称为活跃,需要相同的基础和其他太阳能热系统:太阳能集热器,贮水箱,管道或管道(埋在地板上),泵将传热介质(空气或水)太阳能集热器存储和电力(或另一个电源)。

空气收集在一个场景中,峰值的温室屋顶画下通过管道和地板上。白天,这空气是热的和温暖。夜晚,凉爽的空气被牵引到管道。温暖的地面加热冷却空气,从而加热温室。另外,水是有时用作传热介质。水收集在外部储罐和太阳能加热,然后通过管道抽到温暖的温室。

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太阳能热烟囱

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太阳能热发电潜力巨大,因为这项技术已经是全部。
光妞妞/盖蒂图片社

就像太阳热能温室是一种将太阳能热技术应用到一个日常需要,太阳能热烟囱,或热烟囱,也利用热质量的材料。热烟囱被动式太阳能通风系统,这意味着它们nonmechanical。机械通气的例子包括全屋使用风扇和通风管道排废气和供应新鲜的空气。通过对流冷却原理,热烟囱让清凉的空气,将热空气由内而外。设计了基于热空气上升,他们白天减少不必要的热量和交换内部(温暖)空气外部空气(酷)。

热烟囱通常由一个黑色的,中空的热容量与开放顶部排气的热空气。入口开口小于排风口和被放置在低到中等高度在一个房间里。当热空气上升时,它通过外部排气口,逃到外面或成开放的楼梯或心房。当这发生时,一个上升气流把清凉的空气从入口。

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面对全球变暖,不断上涨的燃料成本和日益增长的能源需求,能源需求预计将增加几乎相当于每天3.35亿桶石油,主要用于电力[来源:迈森]。无论大或小,或网格,太阳能热发电的一件事是,它存在,没有等待。通过集中太阳能反光材料并将其转换为电力,现代太阳能热电厂,如果今天采用能源发电不可或缺的一部分,也许能够采购电力超过1亿人在未来20年[来源:Brakmann]。所有从一个巨大的可再生资源:太阳。

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