太陽能發電站類型：塔式、圓盤式、拋物柱形聚光器、太陽能真空、組合式

轉換太陽輻射能，換句話說—— 太陽能熱和光，轉化為電能多年來，世界上許多國家都在使用太陽能發電廠。這些是具有不同設計的工程結構，工作原理不同，具體取決於發電廠的類型。

如果有人在聽到“太陽能發電廠”這個組合時，會想像一個巨大的區域覆蓋著太陽能電池板，這並不奇怪，因為這種稱為光伏發電的發電廠如今在許多家庭中非常流行。但這不是唯一類型的太陽能發電廠。

今天已知的所有以工業規模發電的太陽能發電廠分為六種類型：塔式、平板式、光伏式、拋物線-圓柱形聚光器、太陽能真空式和組合式。讓我們詳細了解一下每種類型的太陽能電站，並關注全球不同國家的具體結構。

塔式發電廠

太陽能發電廠 — 一種太陽能發電廠，其中由定日鏡場形成的光學聚光系統的輻射被引導到安裝在塔上的太陽能接收器。

塔式發電廠最初是基於水在太陽輻射影響下蒸發的原理。這裡使用水蒸氣作為工作流體。塔位於這樣一個車站的中心，頂部有一個水箱，水箱被漆成黑色，以最好地吸收可見輻射和熱量。此外，塔內還有一個水泵組，其作用是向水庫供水。溫度超過 500°C 的蒸汽驅動位於電站範圍內的渦輪發電機。

為了將盡可能多的太陽輻射集中在塔頂，塔周圍安裝了數百個定日鏡，其作用是將反射的太陽輻射直接導向水容器。定日鏡是鏡子，每個鏡子的面積可達幾十平方米。

定日鏡 [heliostat] — 光學聚光系統的平面或聚焦鏡元件，具有單獨的定向裝置，用於將反射的直接太陽輻射引導至太陽輻射接收器。

安裝在配備自動聚焦系統的支架上，所有定日鏡將反射的太陽輻射直接引導到塔頂，到水箱，因為定位根據白天太陽的運動進行。

在最熱的一天，產生的蒸汽溫度可升至 700 °C，這對於渦輪機的正常運行來說綽綽有餘。

例如，在以色列境內的內蓋夫沙漠地區，到2017年底，將建成一座容量超過121兆瓦的塔式發電廠，塔高將達到240米（建造時世界上最高的太陽能塔）。，它周圍將是一層由數十萬個定日鏡組成的地板，這些定日鏡將通過 Wi-Fi 控制進行定位。罐內的蒸汽溫度將達到540°C。這個耗資7.73億美元的項目將滿足以色列1%的電力需求。

水並不是塔中唯一可以被太陽輻射加熱的東西。例如，在西班牙，2011 年，Gemasolar 塔式太陽能發電廠投入運行，其中加熱鹽冷卻劑。該解決方案甚至可以在夜間供暖。

加熱到 565°C 的鹽進入一個特殊的罐中，然後將熱量傳遞給蒸汽發生器，從而帶動渦輪機轉動。整個系統的額定容量為 19.9 兆瓦，能夠提供 110 吉瓦時的電力（年平均），為 27,500 戶家庭提供 9 個月全天 24 小時滿負荷運行的網絡。

很多發電廠

原則上，這種類型的發電廠類似於塔式發電廠，但在結構上有所不同。它使用單獨的模塊，每個模塊都會發電。該模塊包括反射器和接收器。形成反射鏡的拋物面反射鏡組件安裝在支架上。

鏡面放大器 — 帶有鏡面塗層的太陽輻射集中器。鏡面聚光器 — 一種太陽輻射的鏡面聚光器，由形成公共反射面的平面或曲面形狀的單個鏡子組成。

接收器位於拋物面的焦點處。反射鏡由數十面鏡子組成，每面鏡子均單獨定制。接收器可以是與發電機組合的斯特林發動機，或者是轉化為蒸汽的水箱，蒸汽驅動渦輪機。

例如，2015 年，瑞典裡帕索在南非測試了配備斯特林發動機的拋物線餘熱裝置。裝置的反光鏡是由96個零件組成的拋物面鏡，總面積為104平方米。

重點是配備飛輪並連接到發電機的斯特林氫發動機。盤子慢慢地轉動以跟隨白天的太陽。結果，效率係數為 34%，每個這樣的“板”每年能夠為用戶提供 85 兆瓦時的電力。

公平地說，我們注意到在這種太陽能發電廠的“板”的焦點處，可以找到一個油容器，其熱量可以傳遞給蒸汽發生器，蒸汽發生器反過來旋轉發電機的渦輪機。

拋物線管太陽能發電廠

這裡，加熱介質再次被集中的反射輻射加熱。鏡子呈長達50米的拋物柱體形式，位於南北方向，隨著太陽的運動而旋轉。鏡子的焦點處是一根固定管，液體冷卻劑沿著該管移動。一旦冷卻劑足夠熱，熱量就會轉移到熱交換器中的水中，蒸汽再次驅動發電機。

Parabolic corridor concentrator——太陽輻射的鏡面聚光器，其形狀由平行於自身移動的拋物線形成。

80 年代，Luz International 在加州建造了 9 座這樣的發電廠，總裝機容量為 354 兆瓦。然而，經過幾年的實踐，專家們得出的結論是，如今的拋物線發電廠在盈利能力和效率方面都不如塔式和板式太陽能發電廠。

然而，2016年，卡薩布蘭卡附近的撒哈拉沙漠發現了一座發電廠。 太陽能集中器, 容量為 500 兆瓦。 50 萬個 12 米的鏡子將冷卻劑加熱到 393°C，將水變成蒸汽，用於旋轉發電機渦輪。到了晚上，熱能通過儲存在熔鹽中繼續工作。通過這種方式，摩洛哥政府計劃逐步解決環保能源問題。

光伏電站

基於光伏組件、太陽能電池板的電站。它們在現代世界中非常流行和廣泛。基於矽電池的模塊廣泛用於為小型場所供電，例如療養院、私人別墅和其他建築物，其中具有所需電力的電站由單獨的部件組裝而成，並安裝在屋頂或合適區域的地塊上。工業光伏電站可以為小城鎮供電。

太陽能發電廠 (SES) [太陽能發電廠] — 旨在將太陽輻射能轉化為電能的發電廠。

例如，在俄羅斯，該國最大的光伏電站於 2015 年啟動。“Alexander Vlazhnev”太陽能電站由 100,000 塊太陽能電池板組成，總容量為 25 兆瓦，位於奧爾斯克市和蓋伊市之間的 80 公頃土地。該電站的容量足以為奧爾斯克市的一半供電，包括商業和住宅樓。

這種站的操作原理很簡單。光子的能量在矽片中轉化為電流；這種半導體的本徵光電效應早已被太陽能電池製造商研究和接受。但效率為 24% 的晶體矽並不是唯一的選擇。技術在不斷改進。因此，在 2013 年，夏普的工程師從一個銦鎵砷元素中獲得了 44.4% 的效率，而聚焦透鏡的使用使全部 46% 的效率成為可能。

太陽能真空發電廠

絕對生態型的太陽能站。原則上使用自然氣流，這是由於溫差而發生的（地球表面的空氣被加熱並向上沖）。早在 1929 年，這個想法就在法國獲得了專利。

正在建造一個溫室，這是一塊用玻璃覆蓋的土地。一座塔從溫室的中心突出，這是一根安裝有發電機渦輪機的高管。太陽加熱了溫室，通過管道向上沖的空氣帶動了渦輪機。只要太陽加熱封閉的玻璃體積內的空氣，氣流就會保持恆定，即使在夜間，只要地球表面保持熱量。

這種類型的實驗站建於 1982 年，位於西班牙馬德里以南 150 公里處。溫室直徑244米，管道高195米。最大開發功率僅為50千瓦。然而，渦輪機運行了 8 年，直到因生鏽和大風而失效。 2010年，我國建成了200千瓦的太陽能真空站。佔地277公頃。

聯合太陽能發電廠

這些是熱水和供暖通信連接到熱交換器的站，通常它們為各種需要加熱水。當聚光器與太陽能電池板並聯工作時，組合站還包括組合解決方案。聯合太陽能發電廠通常是私人住宅替代供電和供暖的唯一解決方案。