介紹一種新型的太陽能超低溫光熱發(fā)電技術(shù)

介紹一種新型的太陽能超低溫光熱發(fā)電技術(shù)忻元敏【摘要】本文經(jīng)上海彧華新能源科技有限公司和發(fā)明人授權(quán),介紹了一種以"超低溫發(fā)電技術(shù)"為核心的完全新型的太陽能超低溫光熱發(fā)電技術(shù)路線（簡稱新技術(shù)）,該新技術(shù)完全不同于現(xiàn)有以槽式、塔式、碟式和菲涅爾式為代表的4種主流中高溫光熱發(fā)電技術(shù)路線,或?qū)⒊蔀槲覈履茉窗l(fā)展的一個方向.期刊名稱】《太陽能》年(卷),期】2017(000)007【總頁數(shù)】7頁（P71-77）【關(guān)鍵詞】太陽能;光熱發(fā)電;朗肯循環(huán);超低溫發(fā)電;水冷【作者】忻元敏【作者單位】上海彧華新能源科技有限公司【正文語種】中文能源環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，太陽能光熱發(fā)電相比光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等有獨特的優(yōu)勢。1）太陽能光熱發(fā)電與常規(guī)燃煤（油、氣）火力發(fā)電、核能發(fā)電相容，發(fā)電連續(xù)、穩(wěn)定。2）太陽能光熱發(fā)電與常規(guī)燃煤（油、氣）火力發(fā)電一樣能起到很好的調(diào)峰作用，是電網(wǎng)友好型的綠色環(huán)保新能源。3）太陽能資源豐富，清潔環(huán)保，太陽能光熱發(fā)電是具有戰(zhàn)略性的可再生新能源技術(shù)，有利于推動我國可再生新能源的整體發(fā)展和電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。然而，太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比風(fēng)電、光伏發(fā)電不盡人意，發(fā)展步伐艱難。原因之一是，太陽能熱發(fā)電技術(shù)路線基本仍延用了國外上個世紀(jì)80年代流行的方案。西班牙某知名專家就曾指出，西班牙運行的塔式電站全部照搬了美國SEGS的技術(shù)路線。當(dāng)然這也有融資方面的原因，因為銀行貸款需要最大程度上降低風(fēng)險，這就對技術(shù)創(chuàng)新限制了空間。雖然目前全球已經(jīng)投入運行的商業(yè)化太陽能熱發(fā)電站裝機(jī)容量超過5GW，但技術(shù)方面仍存在3大難題的困擾：1）如何降低聚光集熱器的成本；2）如何研制出高效高溫吸熱器；3）如何研制出高效空冷設(shè)備。因此，目前我國太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的市場化痛點非常明顯，表現(xiàn)為成本過高、效率偏低、度電價格難以與其他發(fā)電類型相匹敵。隨著我國電網(wǎng)網(wǎng)路的建設(shè)、改造、擴(kuò)容，以及太陽電池新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，如果太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)不能抓緊當(dāng)前有利的發(fā)展時機(jī)，極有可能會遭遇到更強(qiáng)有力的競爭，而從長期角度看，太陽能光熱發(fā)電還必須與火電等傳統(tǒng)能源展開角逐，特別在國家實施電力市場改革、電價競價上網(wǎng)等新政后，如何逐步降低新建項目的太陽能光熱發(fā)電價格水平任重而道遠(yuǎn)實行太陽能中高溫光熱發(fā)電技術(shù)路線時，光熱電站的選址成為一個極大的問題。除必須考慮光照資源外，還需考慮是否有合適的相伴的冷卻水源等問題，這不僅與投資建設(shè)成本相關(guān)，還與可持續(xù)化發(fā)展有關(guān)。所以，目前業(yè)內(nèi)權(quán)威人士普遍認(rèn)為，太陽能光熱發(fā)電環(huán)境適應(yīng)性差、選址受限制是造成實際光熱資源不足、發(fā)展滯后的客觀因素，可見這是真正制約太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)能否有效、持續(xù)、長久發(fā)展的關(guān)鍵由此可知，在我國能源電力問題和環(huán)境污染問題如此緊迫的形勢下，在太陽能光熱發(fā)電又有著如此誘人的發(fā)展前景下，我國太陽能光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展之所以如此艱難，根本原因就是成本高，技術(shù)創(chuàng)新尚需努力。相關(guān)專家、學(xué)者應(yīng)在國家正確的產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)下，通過創(chuàng)新來打破光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。“超低溫發(fā)電技術(shù)”，擁有完全獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。而“超低溫發(fā)電技術(shù)”是指熱源溫度在（30±10）工~90工之間的特殊的發(fā)電技術(shù)，正適合在太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域施展拳腳。如何破解本來就并非十分成熟的太陽能中高溫光熱發(fā)電技術(shù)路線，如何化解眼前困擾太陽能中高溫光熱發(fā)電的3大技術(shù)難題，如何降低太陽能光熱發(fā)電站建設(shè)的初次投資成本和運行成本，如何使太陽能光熱發(fā)電具有可持續(xù)化發(fā)展的可能，這是本文研究的出發(fā)點。對于熱發(fā)電系統(tǒng)，除外燃機(jī)外，無論是現(xiàn)行的太陽能中高溫光熱發(fā)電站，還是傳統(tǒng)的火力發(fā)電站、核能發(fā)電站，以及所謂低溫余熱發(fā)電站、垃圾發(fā)電站、生物質(zhì)發(fā)電站等，發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)利用的原理幾乎全是朗肯循環(huán)的模式。在等壓冷凝過程中99%以上采用的工藝是，以環(huán)境同溫的水流（或稱冷源、熱井）來冷卻、帶走透平機(jī)尾氣所含熱量，達(dá)到冷凝的目的。熱量轉(zhuǎn)移遵循熱力學(xué)第二定律，熱量可自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體。我們也了解到，不少正在研發(fā)的空冷設(shè)備思路與此基本類似，但卻沒有熱量回收再利用功能。根據(jù)卡諾循環(huán)熱效率公式，若利用人工制造一個低溫冷源來提高循環(huán)熱效率是得不償失的，因此長期以來，研究人員都把與環(huán)境同溫的水流視為冷源，信守這個固定模式從未懷疑，這便成為熱發(fā)電行業(yè)的規(guī)矩和現(xiàn)狀。想提高熱機(jī)效率，然而又無力降低冷源溫度，因此，提升熱源溫度成為唯一途徑。太陽能中高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)千方百計利用聚光集熱手段來獲得提升了的光熱溫度，以滿足熱機(jī)朗肯循環(huán)的基本要求，結(jié)果是滿足了朗肯循環(huán)卻產(chǎn)生了目前為止還無法破解的、棘手的3大技術(shù)難題。因此是否可以不用聚光集熱方法，而是遵循太陽能光熱屬于常溫的事實，采用最方便、最經(jīng)濟(jì)的手段利用太陽能光熱，比如太陽能熱水器，而對朗肯循環(huán)模式進(jìn)行改進(jìn)、突破。既然研究目標(biāo)已定，這就要創(chuàng)造出一種既符合客觀規(guī)律，又具有國際領(lǐng)先水平的，熱效率理想化的，能破解當(dāng)前太陽能光熱發(fā)電技術(shù)難題的新穎的太陽能超低溫光熱發(fā)電技術(shù)路線。新技術(shù)路線的關(guān)鍵就是如何在太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域運用獨創(chuàng)的“超低溫發(fā)電技術(shù)”。我們之所以推崇法國物理學(xué)家喬治?克洛德，是因為他打破了利用環(huán)境同溫水冷卻尾氣的“金科玉律”，在1881年第一個提出了實現(xiàn)海洋溫差能發(fā)電的技術(shù)路線，即利用抽取距海洋表層500~1000m以下約5工的深海水作為冷源，與海洋表層約25工水溫形成溫差，實現(xiàn)理論上的海洋溫差能發(fā)電，突破了當(dāng)時超低溫?zé)釞C(jī)循環(huán)無法突破的“死結(jié)”。喬治的發(fā)明是對熱機(jī)循環(huán)的開創(chuàng)性發(fā)展，具有重大的理論意義。但從今天科技發(fā)展的高度來看，喬治的思路明顯還是局限于利用熱力學(xué)第二定律指出的熱量自發(fā)轉(zhuǎn)移的方法，終究還是離不開水冷工藝的老路，與原朗肯循環(huán)中等壓冷凝的思路比較并無新意。海洋溫差能發(fā)電技術(shù)雖與上文所提到的新技術(shù)同屬于超低溫發(fā)電技術(shù)范疇，但它卻是特定海洋條件下的特例，不具有普遍性，無法被復(fù)制、推廣到其他相應(yīng)熱發(fā)電領(lǐng)域。在其他熱發(fā)電領(lǐng)域中無法方便地獲取5工的深海水做為冷源，且不說為抽取這么深層的海水所消耗的電量極大，獲得的溫差值如此之小是值得從經(jīng)濟(jì)性和實用性方面思量的。2.1研究方法以“超低溫發(fā)電技術(shù)”為核心的太陽能超低溫光熱發(fā)電技術(shù)的研究是重新審視、思考朗肯循環(huán)模式，并加以改進(jìn)、突破和創(chuàng)新，廢除高塔冷卻循環(huán)，實現(xiàn)不用水冷，并對冷凝過程釋放的熱量回收再利用來提高熱利用率；采用“超低溫發(fā)電技術(shù)”，無需聚光集熱，可方便地采取獨特的低溫、超低溫技術(shù)路線，以降低設(shè)備投資成本，實現(xiàn)度電成本的降低。圖1是現(xiàn)行太陽能中高溫光熱發(fā)電的基本示意圖。由圖1可知，它是由兩大部分組成，右側(cè)為傳統(tǒng)朗肯循環(huán)的熱機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，左側(cè)為太陽能光熱收集系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)。兩部分交集點是在吸熱過程上，也就是說，目前太陽能中高溫光熱發(fā)電技術(shù)攻關(guān)集中在朗肯循環(huán)吸熱過程上，并因其光熱收集方法的不同而形成了目前大家認(rèn)知的4種基本技術(shù)路線，即槽式、塔式、碟式和菲涅爾式系統(tǒng)，這4種基本技術(shù)路線統(tǒng)屬于太陽能中高溫光熱范疇。而本文所介紹的新技術(shù)屬于太陽能超低溫光熱范疇，與前4種基本技術(shù)路線完全不同，實現(xiàn)的技術(shù)手段也不同?，F(xiàn)有技術(shù)研發(fā)攻關(guān)的重點是在朗肯循環(huán)的吸熱過程上，然而并未觸動對朗肯循環(huán)體系的思考；而新技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)重點是在朗肯循環(huán)的冷凝過程上，是對不用水冷的研究突破，并最終促使對朗肯循環(huán)冷凝過程的全面思考、改進(jìn)和突破。可以說，沒有對朗肯循環(huán)體系的突破，就無法達(dá)到不用水冷卻的境界，也無法實現(xiàn)超低溫光熱發(fā)電。所以新技術(shù)的特征就是突破了朗肯循環(huán)的“桎梏”，創(chuàng)造了新的熱力學(xué)循環(huán)系統(tǒng)，不用水冷，并可方便地回收冷凝過程釋放的潛熱再利用提高熱效率，這才有可能根本性地改變光熱收集方式，形成新型的太陽能超低溫光熱發(fā)電的技術(shù)路線。圖2列出了特殊冷凝器冷凝過程的4個熱力學(xué)狀態(tài)。1）第1個狀態(tài)緊接著第4個狀態(tài)結(jié)束，稱它為原始狀態(tài)，管內(nèi)為排出冷凝液體后殘留的某個溫度的飽和氣體，溫度相對較低，氣壓也較低，A端有進(jìn)氣口，也有排液口，B端是圭寸閉的。2）第2個狀態(tài)：當(dāng)某一管道進(jìn)氣口和噴嘴旋轉(zhuǎn)到對接位置時，尾氣以極高速度從噴嘴噴入管內(nèi)，隨即進(jìn)氣口和噴嘴在旋轉(zhuǎn)下錯位，進(jìn)氣口被圭堵。這樣的管道在特殊冷凝器中有不少。于是高速尾氣團(tuán)在前進(jìn)中強(qiáng)力壓縮管內(nèi)殘留的低壓氣體。低壓氣體被壓縮時會產(chǎn)生抵抗力，靠近A端產(chǎn)生的抵抗力較小，但越靠近B端產(chǎn)生的抵抗力越大。高速尾氣團(tuán)對低壓氣體壓縮是做功行為，但卻看不到它轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以這是一種功熱轉(zhuǎn)換形式。抵抗力小的地方做功少，轉(zhuǎn)換的熱量就少；抵抗力大的地方做功多，轉(zhuǎn)換的熱量就多。所以，壓縮做功產(chǎn)生的熱量主要集中在B端附近，我們將此處稱為散熱處。高速尾氣團(tuán)前進(jìn)后留下的空間應(yīng)近似于真空，但這時高速尾氣團(tuán)末端會有極少部分氣體泄出，泄出的氣體產(chǎn)生膨脹，所以，這使得高速尾氣團(tuán)前進(jìn)后留下的空間因膨脹吸熱效應(yīng)抵消在前一步壓縮產(chǎn)生的微熱而近似保持原有溫度不變。3）第3個狀態(tài)：當(dāng)管內(nèi)殘留氣體被壓縮到B端不能被再壓縮時，尾氣團(tuán)的速度變?yōu)榱悖瑒幽苋哭D(zhuǎn)換為熱能，管內(nèi)迅速升溫，溫度值可遠(yuǎn)大于外界溫度，這種情況類似于熱泵熱水機(jī)制熱，也類似于冰箱散熱器散熱，所以產(chǎn)生的熱量必然要通過管壁向外散發(fā)，散發(fā)出的熱量則被管外的另外一種流動氣體帶走。由于高速尾氣團(tuán)動能的損耗，熱量被管壁外氣體帶走，管內(nèi)氣體溫度明顯下降。這時在B端的壓縮尾氣團(tuán)和左邊空間的稀薄氣體存在較大的壓力差，處于B端的兩部分氣團(tuán)同時發(fā)生膨脹，膨脹時會吸熱，但由于之前有過一次膨脹，現(xiàn)在“已無熱可吸”，所以管內(nèi)氣體膨脹結(jié)果是使管內(nèi)氣體進(jìn)一步冷卻。這時的膨脹率是很大的，所以冷卻降溫幅度很大。前一個壓縮效應(yīng)和后一個膨脹效應(yīng)疊加，使這個管內(nèi)氣體足以冷卻液化4）第4個狀態(tài)：氣體膨脹后的溫度實際為第1個狀態(tài)的溫度，由于第1個狀態(tài)的氣體已屬于飽和氣壓，管內(nèi)的氣體分子數(shù)保持一定，原來被噴入的尾氣部分在該溫度下成為多余部分而液化，最后從排液口流出。本文對于上述過程做了簡單化的狀態(tài)處理和分析，僅供參考，實際過程肯定要復(fù)雜得多。卡諾循環(huán)是由2個絕熱過程和2個等溫過程組成，即等溫吸熱、絕熱膨脹、等溫放熱、絕熱壓縮；朗肯循環(huán)是由2個等熵過程和2個等壓過程組成，即等壓吸熱等熵膨脹、等壓放熱、等熵壓縮；斯特林循環(huán)是由2個等溫過程和2個等容過程組成，即等容吸熱、等溫膨脹、等容放熱、等溫壓縮。本文提到的新的熱力學(xué)循環(huán)只是對朗肯循環(huán)的冷凝過程做了改進(jìn)、突破，由等壓放熱改進(jìn)為等容放熱，所以它是由2個等熵過程加1個等壓吸熱過程和1個等容放熱過程組成，可見該熱力學(xué)循環(huán)確實是一種新型的熱力學(xué)循環(huán)。超低溫光熱發(fā)電系統(tǒng)圖示和中高溫光熱發(fā)電系統(tǒng)圖示類似，還是呈現(xiàn)原來的雙循環(huán)形式（可參考圖1）。只不過原內(nèi)循環(huán)工質(zhì)是水/水蒸氣，現(xiàn)在改為非水有機(jī)質(zhì)；原外循環(huán)傳熱介質(zhì)用的是高溫導(dǎo)熱油、融鹽等，現(xiàn)在是水；原來采光集熱系統(tǒng)為聚光型槽式、塔式、碟式或菲涅爾式系統(tǒng)中的一種，現(xiàn)在可采用類似太陽能熱水器的集熱管陣列系統(tǒng)，無需聚光和日光跟蹤系統(tǒng)輔助；原儲能罐容量做得較為有限，現(xiàn)在可采適當(dāng)做大；原（非直排型）冷卻系統(tǒng)必須附帶循環(huán)冷卻高塔，現(xiàn)在這樣的高塔可完全廢除。2.2結(jié)果分析采用新技術(shù)路線后，中高溫光熱發(fā)電困擾的3大技術(shù)難題將有可能被化解，至少表現(xiàn)出以下5個方面獨特的優(yōu)越性，具體可參照圖3。1）廢除高塔循環(huán)，破解高效空冷設(shè)備技術(shù)難題，可提高熱機(jī)熱利用率。新技術(shù)路線就是對發(fā)電系統(tǒng)朗肯循環(huán)的改進(jìn)和突破，不用水冷是其亮點，而回收利用冷凝過程釋放的潛熱提高熱利用率是其獨有顯著的特色。如何通過回收冷凝過程釋放的潛熱來提高熱機(jī)熱利用率呢？我國熱機(jī)發(fā)電的熱利用率僅在35%左右，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量極大部分是在尾氣冷凝過程中被高塔循環(huán)冷卻水無情地帶走，如圖3所示1。如果是燃煤、燃油，那么這些石化能源燃燒產(chǎn)生的熱量就全部浪費了；如果是利用太陽能光熱，那么光熱利用率因此明顯降低。一般對低溫、超低溫發(fā)電技術(shù)來說，吸熱過程中工質(zhì)氣化要吸收兩部分熱量，潛熱（Rm）和顯熱（cm"）,而所吸收的潛熱熱值往往遠(yuǎn)大于所吸收的顯熱熱值。所以，若能回收利用冷凝液化過程釋放的一部分潛熱（在一般討論中我們將氣化熱和液化熱熱值視為等同，也不考慮不同溫度點上的差異），熱效率就可明顯提高。顯熱部分最后是在膨脹做功中做出貢獻(xiàn)，而潛熱部分在做功過程并未直接做出貢獻(xiàn)，進(jìn)入透平機(jī)的是氣體，排出透平機(jī)的還是氣體，最后需在放熱過程中放出潛熱液化。傳統(tǒng)朗肯循環(huán)等壓放熱過程中需利用60~120倍的水流量來承受工質(zhì)液化放出的潛熱，最終使冷卻水受熱升溫10°C左右，結(jié)果形成冷卻水熱品位不高，而這種品位的熱能很難用以往技術(shù)得回收再利用，相反需要用泵機(jī)抽水通過高塔循環(huán)強(qiáng)迫其冷卻下來，額外耗電、耗水。而在我們新技術(shù)系統(tǒng)中，工質(zhì)尾氣中的潛熱是被特殊冷凝器抽取、剝離，形成較高品位熱能（見圖2），吸熱的載體不是量大的循環(huán)冷卻水而是另外某種氣體，氣體吸熱后升溫實際上形成了第二熱源。這不但實現(xiàn)了真正“空冷”，而且其功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了中高溫光熱發(fā)電系統(tǒng)所期盼中的高效空冷設(shè)備能夠所具有的功能。當(dāng)然也可由熱機(jī)循環(huán)體系內(nèi)被低溫氣化為10~30工的工質(zhì)氣體來吸收，低溫氣化的工質(zhì)氣因獲取該熱量后升溫過熱。假設(shè)某工質(zhì)氣化熱R（或液化熱）為1250kJ/kg，其比熱c為4.5kJ/（kg「C）,那么從潛熱和顯熱的算式中可知，釋放出的潛熱即使因吸收過程效率大打折扣，以目前水平也足以使工質(zhì)溫度At上升到100C。若選用的工質(zhì)氣化熱R（或液化熱）為300kJ/kg，其比熱c為1.5kJ/（kg?C）,同樣可使工質(zhì)溫度At上升100C。因此，在新技術(shù)中利用特殊冷凝器抽取、剝離的部分熱量可獲得很好的重復(fù)利用，使熱利用率提升。這完全不同于火力發(fā)電中的回?zé)?、再熱技術(shù)，是現(xiàn)有熱機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)所不可能具備。如果外循環(huán)水溫遠(yuǎn)高于120C,熱管式集熱器集熱溫度可超過我們超低溫設(shè)定的范圍，如果大中功率汽輪機(jī)采取多級膨脹做功，那么工質(zhì)初次蒸發(fā)溫度可上移，可高于30C蒸發(fā)，回?zé)帷⒃贌峥梢灾匦略O(shè)計而無需創(chuàng)造性便能實現(xiàn)。回收冷凝過程的熱量可由內(nèi)循環(huán)工質(zhì)吸收，也可由外循環(huán)傳熱介質(zhì)吸收，變化很多，但都可有現(xiàn)成的技術(shù)借鑒。需要說明的是，新技術(shù)路線中的冷凝技術(shù)不依靠循環(huán)冷卻高塔的水來釋放尾氣潛熱，這樣就可廢除建高塔，不但節(jié)省投資成本，平時也不需要耗電利用大功率水泵向幾十米高的冷卻高塔上送大量循環(huán)冷卻水，水霧也不會因此在高塔頂端聚集飄散，節(jié)電、節(jié)水一舉兩得。2）攻克超低溫發(fā)電的難題，使超低溫光熱發(fā)電成為可能。如圖3所示2，如果發(fā)電系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)朗肯循環(huán)，那么根據(jù)卡諾循環(huán)熱效率公式，若要提高發(fā)電熱效率，就要求等壓吸熱過程的工質(zhì)溫度提高，所以火電站熱發(fā)電通常采用的是臨界、超臨界溫度技術(shù)，在太陽能光熱發(fā)電中采用的是中高溫技術(shù)路線。而采用中高溫技術(shù)路線后就必須面對如何提高集熱管性能、降低集熱管成本，面對如何研發(fā)出性能更好的高溫吸熱器，面對如何解決空冷設(shè)備問題以應(yīng)對光熱發(fā)電基地的缺水問題，所有這些問題到目前為止中高溫光熱發(fā)電技術(shù)路線都還沒有給出一個較好的應(yīng)對方案。若改變思路，采用新技術(shù)，才有可能從根本上解決中高溫光熱發(fā)電技術(shù)路線所遇到的技術(shù)難題，那么如何使超低溫光熱發(fā)電成為可能呢？從理論上講，若要實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，熱源端和冷源端之間必須要有個合適的溫差值，而熱源端溫度要求明顯受冷源端冷卻水溫的制約。一般熱發(fā)電技術(shù)認(rèn)定冷源端冷卻水溫約為20工，那么熱源端溫度不可能低于20工；若考慮冷凝過程熱交換必須有的溫度梯度，假設(shè)這個溫度梯度值一般掌握在15工，那么熱源端溫度不可能低于35工；若需要在透平機(jī)內(nèi)實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，并有一定的效率和經(jīng)濟(jì)性，那么熱源溫度要求至少為90工才可能獲得約55工的溫差值，所以，一般認(rèn)為超低溫發(fā)電不可能?，F(xiàn)在利用新技術(shù)的特點是冷源端不用水冷，那么熱源端溫度要求當(dāng)然就無冷卻水溫的制約而有明顯的下降空間。如果冷源端溫度可以達(dá)到零下幾十度，這是有可能的，那么熱源端溫度要求甚至可降至室溫。假設(shè)外循環(huán)水溫?zé)o論是90°C還是30°C,內(nèi)循環(huán)非水有機(jī)質(zhì)蒸發(fā)總控制在10~30C。蒸發(fā)溫度之所以要控制在10~30C的范圍，便于吸收冷凝過程釋放的潛熱，這時內(nèi)循環(huán)工質(zhì)對應(yīng)的氣壓一般在幾個兆帕。當(dāng)它吸收冷凝過程釋放的潛熱再熱升溫至100C時，工質(zhì)氣壓將進(jìn)一步上升而具有較大做功能力。工質(zhì)氣蒸發(fā)溫度不同，過熱蒸汽的品質(zhì)也不同。經(jīng)過簡單計算可知，實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的溫差值理論上至少可達(dá)120C，這是原工藝55C的兩倍，熱效率提高幅度相當(dāng)明顯，使超低溫發(fā)電成為可能。需補(bǔ)充說明的是，如果按常規(guī)海洋溫差能發(fā)電技術(shù)，熱源25C海水表溫，冷源5C深海層水溫，再考慮冷凝需要的溫度梯度，常規(guī)海洋溫差能發(fā)電技術(shù)可利用的溫差值僅在10°C左右，它的發(fā)電效率實際在1.5%~2.5%之間，所以若能提高到3.5%,這是非常了不起的進(jìn)步?？墒侨魧⒈疚奶岬降男录夹g(shù)應(yīng)用到海洋溫差能發(fā)電上，不僅不需要抽深層海水，可大幅降低自耗電比例和作業(yè)成本，而且其可利用溫差值將有可能達(dá)到100C,實際發(fā)電效率將得到提高。由于超低溫發(fā)電技術(shù)有很好的熱效率，因此，采用超低溫新技術(shù)路線后光熱發(fā)電的集熱器結(jié)構(gòu)可發(fā)生較大變化而無需聚光，甚至采用一般太陽能熱水器集熱管陣列系統(tǒng)可實現(xiàn)光熱的有效收集。中高溫光熱發(fā)電中面對如何研發(fā)高溫吸熱器技術(shù)難題也找到相應(yīng)的解決方法。3）化解低成本聚光器技術(shù)難題，降低投資綜合成本。現(xiàn)在針對圖3所示3做說明?，F(xiàn)行太陽能中高溫光熱發(fā)電的集熱手段，是借助太陽能槽式、塔式、碟式和菲涅爾式系統(tǒng)，所有這些系統(tǒng)都必須要借助聚光自動跟蹤系統(tǒng)和精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)才能起到較好的作用，但這些系統(tǒng)的成本和光場反射鏡系統(tǒng)成本相加約占據(jù)太陽能光熱發(fā)電站總投資的60%。不僅如此，還因為太陽能光熱發(fā)電站大都處在惡劣環(huán)境中，使用了無數(shù)傳感器，就使得設(shè)備維護(hù)復(fù)雜化，運行可靠性明顯降低。而新技術(shù)系統(tǒng)對熱源品位要求不高，如上文所述，傳熱介質(zhì)溫度僅要求在30~90C之間，平均60C左右，一般利用太陽能熱水器的低溫集熱管都能做到，所以可采用類似于太陽能熱水器的低溫集熱管陣列系統(tǒng)，無需中高溫光熱電站必須的控制精細(xì)的日光跟蹤系統(tǒng)，直接消解了中高溫光熱發(fā)電中還需研發(fā)“低成本聚光器”的技術(shù)難題。這不僅有效降低投資成本，方便日常維修，而且還使系統(tǒng)運行可靠性和生產(chǎn)安全性都獲得提高。特別需要指出的是，太陽能熱水器集熱管在我國已經(jīng)形成了規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，是一項非常成熟的產(chǎn)品，目前這種集熱管產(chǎn)品品質(zhì)較高，尤其是效率理想、維護(hù)簡單的熱管式集熱管非常有利于降低光熱發(fā)電投資成本和運行成本；事實上，由于這種太陽能熱水器的大量推廣和價格競爭，已迫使其銷售價格回歸到了相對合理的區(qū)間。利用太陽能熱水器集熱管的低溫集熱手段不僅適合高日照的地區(qū)，也適合日照不足但氣溫較高的地區(qū)。因此，超低溫發(fā)電技術(shù)不僅能創(chuàng)造“經(jīng)濟(jì)效益”，還能帶來環(huán)保生活，是對節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)的理論的具體實施。4） 可利用儲常溫水蓄熱，實現(xiàn)24h不間斷運行發(fā)電。太陽能光熱發(fā)電中儲熱是個關(guān)鍵，請看圖3所示4。中高溫光熱發(fā)電模式中需儲存的是高溫傳熱介質(zhì)，如高溫導(dǎo)熱油或混合物熔鹽，儲熱罐設(shè)計不僅要求保溫性能好，而且要求絕對不泄漏，建造規(guī)格自然要求提高，建造成本就是一個很大問題。因此，—般儲熱罐容量設(shè)計大部分只考慮無陽光后能保證機(jī)組運行3~4h,若為延長單獨穩(wěn)定發(fā)電時間而不利用其他補(bǔ)充熱源手段就需增加蓄熱量，那么投資成本將急劇飆