太陽能熱電站

太陽的作用，人們早已經(jīng)是耳熟能詳了。這顆不斷散發(fā)熱量的恒星為人類創(chuàng)造了很多經(jīng)濟價值。例如太陽能熱電站，就是人類利用太陽能創(chuàng)造價值的一個典型例子。

太陽能熱電站的能量轉換過程是這樣的：利用集熱器（聚光鏡）和吸熱器（鍋爐）把分散的太陽輻射能匯聚成集中的熱能，再由熱蒸汽推動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。它與一般火力發(fā)電廠的主要區(qū)別就在于：其動力來源不是煤或燃油，而是太陽的輻射能。

太陽能熱電站內(nèi)還設有蓄熱器。高壓熱蒸汽在推動汽輪機轉動的同時，還通過專用的管道將一部分熱能儲存在蓄熱器內(nèi)。陰天、雨雪天及夜間沒有陽光，便由蓄熱器來提供熱能，從而保證太陽能熱電站能夠連續(xù)發(fā)電。

太陽能熱電站多采用塔式，就是在地面上設置許多面聚光鏡，從不同角度和不同方向把太陽光收集起來，集中反射到一座高塔頂部的專用鍋爐上，使鍋爐內(nèi)的水受熱而變?yōu)楦邏赫羝?，由蒸汽驅動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。

世界上第一座太陽能熱電站。是法國的奧德約太陽能熱電站。雖然這座太陽能熱電站的發(fā)電能力當初只有64千瓦，但它卻開創(chuàng)了太陽能熱發(fā)電的先河，是太陽能熱發(fā)電史上的里程碑。

1981年，法國、聯(lián)邦德國和意大利，聯(lián)合在意大利的西西里島上建造了世界上第一座并網(wǎng)運行的塔式太陽能熱電站。它發(fā)電能力為1000千瓦，所用鍋爐的熱功率為4800千瓦。它采用182面聚光鏡，其中鏡面面積為50平方米的有70面，鏡面面積為23平方米的有112面。鏡場總面積達6000多平方米。每面聚光鏡都由兩臺電動機帶動，可繞垂直軸旋轉，使鏡面能夠跟蹤太陽而轉動。電動機分別由各面聚光鏡所帶的微處理機進行控制，而每臺微處理機都直接同中央控制系統(tǒng)相聯(lián)。鍋爐內(nèi)的蒸汽溫度可達512℃。蓄熱器內(nèi)采用由KNO3、NaNO2和NaNO3組成的熔鹽，其溫度可達430℃，能夠儲蓄熱能60千瓦/小時。如果天空中云彩遮擋了陽光，那么每個蓄熱器所儲蓄的熱能還足以使熱電站維持運行30分鐘。

1982年，美國建成了一座大型塔式太陽能熱電站。這座電站采用1818面聚光鏡，塔高80米，其發(fā)電能力為1萬千瓦。它用太陽能來加熱油，再用高溫油將水變成蒸汽，利用蒸汽來推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。21世紀美國太陽能熱電站的總裝機容量達到4000萬千瓦。

最近，國外還研制成一種用炭黑來捕捉太陽能以驅動發(fā)電機發(fā)電的裝置。它是通過一個聚光器把太陽光聚集起來，照射在一個裝有碳微粒懸浮體的加熱室內(nèi)。碳微粒因為溫度上升而氣化。碳微粒吸收的熱量可用來加熱周圍的空氣，使其達到相當于噴氣發(fā)動機的溫度和壓力。于是，被加熱的空氣可用來驅動汽輪機轉動，并帶動發(fā)電機發(fā)電。這種熱電站每小時約消耗炭黑30千克，可產(chǎn)生供1萬人口的城鎮(zhèn)所需的電力。

俄羅斯想在中亞地區(qū)建造當前世界上最大的太陽能熱電站，它發(fā)電能力可達30萬千瓦。在這里建造大型太陽能熱電站的有利條件是日照時間特別長，每年可達3000多小時。這座太陽能熱電站將裝設幾排能跟隨太陽轉動的巨大反光鏡，把太陽光聚集起來以后再照射在90米高的塔頂鍋爐上，將水加熱而變成200～300℃的蒸汽，再推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。它同樣也是將一部分熱蒸汽送入蓄熱器內(nèi)，以備在夜間及陰雨天供電站發(fā)電。

太陽能熱電站雖然優(yōu)點眾多，但也有缺點：一、占用地方大。據(jù)計算，一座發(fā)電能力為1000千瓦的太陽能熱電站，需占地110米×110米；一座1萬千瓦的太陽能熱電站，需占地350米×350米；一座10萬千瓦的太陽能熱電站，需占地950米×950米。二、發(fā)電能力受天氣和太陽出沒的影響較大。雖然安置了蓄熱器，但根本性問題還是不能徹底解決。

人們通過運用自己神奇的智慧一定會將太陽能熱電站改善好的，它會不斷為人類帶來便利。