太阳能系列——太阳能利用之热利用（三）

太阳能利用：安装太阳能热水器或发电系统 #生活知识# #家居生活# #居家环保指南#

太阳能热发电：

太阳能热发电是利用太阳能收集器先将太阳辐射转化为热能，然后经过各种途径转换为电能供用户使用。太阳能热发电包括：太阳能蒸汽或气体热动力发电、太阳能半导体温差发电、太阳能烟囱发电、太阳池发电和太阳能热声发电。

太阳能蒸汽或气体热动力发电又包括太阳能槽式聚焦发电、太阳能塔式聚焦发电和太阳能碟式聚焦发电等。

如上图所示：太阳能槽式发电采用采用槽式抛物面聚焦太阳光，太阳光聚焦到集热管上后转化为热量加热传热介质，传热介质在换热器中和工质换热产生蒸汽，蒸汽再驱动汽轮机运转发电。

太阳能塔式发电是通过反射装置将阳光反射到塔顶太阳能接收器转换为热量加热工质后，通过换热产生蒸汽，有蒸汽带动汽轮机发电。

太阳能碟式发电一般通过碟式发射面将阳光反射聚焦到斯特林发动机上带动发电机发电。

斯特林发动机工作原理如下图所示：

空气受热膨胀带动活塞移动做功，将热能转化为机械能。

太阳能半导体温差发电是利用温差发电材料直接将热转化为电的技术，是一种工作可靠、无运动部件和无污染的清洁发电技术。其原理是赛贝克效应，即在两种不同的导体或导电类型不同的半导体联成的回路中，若两导体的两个接点处温度不同，则在这两个接点之间有电动势产生。随着半导体材料工业的发展，材料的品质因子正在不断提高，太阳能半导体温差发电将在太阳能利用中逐步占据一席之地。

半导体温差发电片结构图：

小型半导体温差发电装置：

太阳能烟囱是太阳能热发电的一种新模式，其原理是空气在一个很大的玻璃或其他透明材料制成的天棚下被加热，热空气在天棚中央的烟囱中上升，上升气流带动空气透平发电机发电。

其原理如下所示：

太阳池发电是利用盐水池中上下层液体形成一个温度差来发电，在盐水池中从上到下会形成一个浓度梯度，即由于重力作用上层液体盐分浓度比下层液体盐分浓度低，这样会使池水稳定分层，在太阳辐射下下层盐分浓度高吸收强辐射强的液体层温度不断升高直到达到最大值，而上层太阳辐射透过性强的清水层则充当保温层维持下层液体温度。

其工作过程是先将池底的热盐水抽到蒸发器和工质换热，低沸点工质蒸发成蒸气，由蒸气驱动汽轮机发电，从汽轮机出来的蒸气再和从上层抽来的较冷低盐浓度水在冷凝器中换热，工质冷凝成液体，液态工质再返回蒸发器完成一次循环，过程反复进行。

太阳能热声发电就是采用太阳能作为热源，利用热声效应，即管内气体（氦气）在温度梯度作用下发生振动，这样热能便转换成了声能，再由声能驱动一个线性交流发电机发电的过程。

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