欢迎访问半月文章网
你的位置:首页 > 文学百科 > 流言蜚语 > 文章正文

太阳能热发电的效率可以到达80%?

时间: 2018-05-27 | 来源: 半月文章网 | 编辑: admin | 阅读:

  流言

  2011年,21世纪经济报道的一篇《上海神秘新能源技术有望改写整个产业格局》引发了人们无限的遐想。这篇奇文中的神秘海归简直像是太阳神赫利俄斯派来的门徒,声称其太阳能热发电的效率可以达到80%。

  真相

  这个流言是假的!目前,无论是光伏发电还是光热发电,转化率都不可能超过40%。这种80%的光电转化率也已经突破了现有的物理学规律。

  论证

  目前在太阳能光伏发电中,主要还是方位固定的大面积平板式光电转化模式。这种模式的技术较成熟,但转化效率不高。科学家们正在研究高聚光性能的光伏电池。在定日镜的配合下,这种电池时刻处于大束太阳光的焦点上,单元面积内可以吸收更多的太阳光,所以光伏转化效率有所提高,能达到30%左右。不过,光伏电池也因此吸收了更多的热量,必须配备散热装置来降低电池的温度,以保证这些电池的工作寿命。附加的散热系统需要消耗能量,这就又降低了发电的效率。再加上前文提到的直流变交流过程中逆变器的损耗,太阳能光伏发电的效率仍然在30%以下徘徊。“物美价廉的定日镜+高转化率聚光电池+高效率的散热体系+低损耗的逆变器”是目前太阳能光伏发电的主要研究方向。

  在太阳能热发电中,光热转化效率最高的是碟式太阳能热发电。由于这种碟片式分布的反射镜聚光比可以达到3000以上,一方面使得接收器的吸热面积可以很小,从而实现较小的能量损失(接收器吸收的热量散失程度较低),光热转换比最高可达80%左右;另一方面这样高的聚光比可使接收器的接收温度达800 ℃以上,产生的蒸汽推动高效率的斯特林热机,实现由等容加热- 等温膨胀- 等容冷却- 等温压缩 4 个过程组成的热力循环,这个循环很接近于卡诺循环模型。根据热力学第二定律,在相同的高、低温热源温度T1与T2之间工作的一切循环中,以卡诺循环的热效率为最高。理想状态下,斯特林热机的热力使用效率几乎等于理论最大效率:

  然而受限于热机的设计、工质选择、流体流动特性、传热特性、辐射换热等因素, 目前美国SIM公司生产的STM4-120型新一代斯特林发动机效率仅为29.6%。欧美一些科研机构声称在实验室条件下可实现斯特林热机效率达到40%左右。要特别注意的是,斯特林热机40%的效率是现有制造工艺下,最接近于理想卡诺循环下的转化效率,蒸汽推动热机做功几乎不可能再高于此值。

  如此算来,太阳能热发电的光能→机械能最高转化效率可以达到40%*80%=32%。热机再推动发电机运转,最终总的光电转化效率可以达到30%左右。目前中国科学电工研究所在进行的10KW碟式/斯特林系统的示范工程系统总的设计效率为17.96%。

文章标题: 太阳能热发电的效率可以到达80%?
文章地址: /article-149-96695-0.html

[太阳能热发电的效率可以到达80%?] 相关文章推荐:

    Top