什么是太阳能电站?

[拼音]：taiyangneng dianzhan

[外文]：solar power plant

用适当装置聚集太阳能并且使之转换成电能的工厂(见图)。

太阳能是一种可再生的洁净能源。太阳每秒钟向外释放8.95×1022千卡能量，其中投射到地球上的能量为4.2×1013千卡，约占太阳总辐射能量的二十一亿分之一，相当于燃烧6×105吨标准煤。根据能量转换的形式，太阳能电站可分为热发电站和光发电站两大类。

首先把太阳辐射能转变成热能，然后配用常规热能动力装置和发电机组发电。按接收太阳辐射能的方式，有高塔式、分散式、盐池式3种。

（1）高塔式电站：在一高塔上放置接收器，由可自动跟踪阳光的定日镜群将阳光反射集聚到接收器上加热工质，用于发电。它主要由定日镜群、接收器、蓄热箱、主控系统、发电系统5个分系统组成。

定日镜群由许多定日镜组成。定日镜是一种装在刚性轻型钢架上的多面镜子，采用双轴进行方位和高度的调整，可满足任何朝向的要求，还能自动翻转、收拢以防止大风、冰雹、尘土等造成损坏。每根轴都有单独的直流电动机带动。定日镜按一定规律合理布置，以使定日镜群的聚光比高、占地面积小。

接收器又称锅炉。接收定日镜反射来的阳光，把太阳能转变为热能并加热工质。接收器有腔式、盘式、圆柱式等类型。在设计接收器时，要掌握聚焦面的能源密度分布规律、工质特性等，以使工质加热到预定的要求。

蓄热箱是利用传热和蓄热性能良好的油、岩石或熔盐作为介质储蓄热能。小量的热能存储可补偿日照弱的情况而使太阳能电站白天稳定工作；大量的热能存储可延长电站工作时间。

主控系统是由控制执行机构、数据测量装置、控制设备等组成，用以监测、控制电站设备的安全正常运行。

发电系统与常规电站相同。高塔式电站的运行温度较高，约500℃；效率也较高，约大于15％。20世纪50年代末由苏联首先提出构想。70年代末、80年代初美国建造了可实际使用的示范性电站。80年代末美国建成容量为 266兆瓦的太阳能电站。正在建设的最大太阳能电站，容量将达600兆瓦。

（2）分散式电站:电站有许多个独立的集热单元，每个集热单元都有一个可自动跟踪阳光的聚光器（抛物面反射镜或菲涅耳聚光镜），将阳光聚集到装有工质的接收器以加热工质。各集热单元加热后的工质再汇集起来用于发电。这种电站的运行温度约300℃，效率约10～15％。80年代初研制成功。

（3）盐池式电站：利用天然盐池收集太阳能（其底部温度可达70℃左右）用以加热工质发电。

利用光生伏打效应将太阳能直接转换为电能的一种发电站。能量转换器件为太阳电池。1954年美国人皮尔逊制成世界上第一批可供实用的单晶硅电池，光电转换效率为6％。1958年，首次用于人造卫星供电，其转换效率接近12％。80年代末，空间运行的5000多颗空间飞行器中，90％以上使用太阳电池供电。同一时期，商品太阳电池的转换效率大多为10～17％，实验室内取得的转换效率已达25％。

太阳能光发电装置主要由 4个分系统组成。

（1）太阳电池方阵：由许多块太阳电池组成，都安装在能自动跟踪日光的跟踪器上。太阳电池组件一般由单晶硅片或沉积在玻璃或其他底材上的非晶硅薄膜制成，前者的效率略高于后者。太阳电池方阵的总面积决定太阳能光发电站的功率。

（2）电源调节系统：主要包括逆变器和蓄电池充电器。逆变器的作用是将太阳电池方阵发出的直流电变为交流电。蓄电池充电器用于补偿电压调节、限流调节和保护输出电路。

（3）蓄电池：是独立的太阳能光发电站所必需，一般采用易于维护的铅酸蓄电池。它可以调节白天电站输出功率，使之不受阳光强弱的影响，并在夜间继续供电。其容量根据用户的负荷特性来选择。

（4）控制显示装置：用于监控和显示各太阳电池方阵的分路电流、蓄电池的电压和电流、直流和交流供电量；控制交流电输出切换和紧急断开太阳电池方阵、蓄电池及逆变器。

太阳能光发电站多作为远离电网地区的独立电源。到80年代，世界最大容量的太阳能光发电站建在美国加利福尼亚州，其功率为6.5兆瓦。

参考文章

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