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IP屬地：河南 上傳時間：2025-01-02 格式：DOC 頁數(shù)：29 大?。?9.50KB 積分：12 舉報 版權(quán)申訴

塔式太陽能熱發(fā)電CSP大力推進(jìn)太陽能替代傳統(tǒng)能源發(fā)電的全球?qū)嵤┯媱澐桨柑柮棵腌娬丈涞降厍蛏系哪芰?，就相?dāng)于燃燒五百萬噸煤所釋放出來的熱量。太陽每45分鐘照射到地球上的能量，就完全能夠滿足全球每年所消耗的全部能源。根據(jù)這一推算，太陽每年發(fā)送到地球上的能量，是目前全球每年能源總消費(fèi)量的11680倍，這相當(dāng)于全世界每一種化石能源探明儲量的百倍以上。因此，從廣大深遠(yuǎn)的角度講，太陽能是地球上最大的能源來源。太陽能是取之不盡、用之不竭和永久免費(fèi)的能源，也是最清潔、安全和價廉的能源。它必將成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的戰(zhàn)略資源；并將成為推進(jìn)人類社會長遠(yuǎn)發(fā)展最堅實的能源基礎(chǔ)。加快推進(jìn)太陽能全面替代化石能源發(fā)電，這關(guān)系到人類社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展；關(guān)系到地球生態(tài)危機(jī)能否得到及時扭轉(zhuǎn)。溫室效應(yīng)，導(dǎo)致冰川融化與海平面上升，踏上了一條“不歸之路”。陸地沙化，海洋酸化和海水溫度上升，已經(jīng)造成大量物種在加速滅絕中。氣候變化，正在加劇著颶風(fēng)、洪水、干旱、暴雪、冰災(zāi)、沙災(zāi)等，各種自然災(zāi)害頻發(fā)。這一切都在表明，地球生態(tài)危機(jī)已向人類發(fā)出最強(qiáng)烈的風(fēng)險警示。如果人們?nèi)匀粺o法遏制碳排放，將不可避免會有越來越多的，甚至是完全毀滅性的氣候災(zāi)難將降臨到地球。人類不能再這樣繼續(xù)麻木下去了。我們已經(jīng)沒有時間，也沒有別的選擇。這是拯救地球的最后的一次機(jī)會！面對目前唯一的能夠幫助人類擺脫災(zāi)難困境的是太陽能。我們沒有任何理由拒絕他！實現(xiàn)全部由太陽能替換傳統(tǒng)能源發(fā)電，最難以解決的問題是：如何克服由于白天黑夜，以及連續(xù)陰天所引起的間歇性中斷發(fā)電技術(shù)性的難題。這正是幾十年來，人們還未找到最合理的解決辦法。一種很好的應(yīng)對解決辦法是：憑借塔式太陽能聚光集熱強(qiáng)大優(yōu)勢，并在可移動儲熱模塊幫助下，我們可以把大量采集到的太陽熱能，及時送往附近火力發(fā)電廠中進(jìn)行發(fā)電。具體做法是：1。通過大量塔式太陽能菱形單元采集模塊的陣列組合，形成網(wǎng)格密集分布超大規(guī)模太陽能采集作業(yè)區(qū)。2。在陽光照射下，我們可以充分利用每座太陽能接收高塔頂上光聚焦的熱能輸出，分別為每個移動儲熱模塊，直接進(jìn)行儲熱加載。隨后，我們可以把所有已經(jīng)充滿能量的移動儲熱模塊，立即運(yùn)送到火力發(fā)電廠倉庫，等候使用。3。從發(fā)電廠的庫存中，我們每一次可以提取出若干移動儲熱模塊，并將它們發(fā)送到水蒸汽生產(chǎn)線。然后，我們將水蒸氣生產(chǎn)線的低溫水或水蒸氣的管道輸出端，連接到移動儲熱模塊內(nèi)置閃蒸管的輸入閥上。在低溫水或水蒸汽流經(jīng)閃蒸管的過程中，將立即升溫。隨后，產(chǎn)出大量高溫高壓水蒸汽，用于推動蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在每個移動儲熱模塊被卸載完畢后，將被再一次送回到太陽能采集作業(yè)區(qū)，重新開始新一輪的熱能搬運(yùn)。通過這種方式，就可以形成超大規(guī)模太陽能的采集、儲存、運(yùn)輸、發(fā)電，全過程的周而復(fù)始。這可能是太陽光熱轉(zhuǎn)換效率最高、儲能效果最好和儲熱發(fā)電效益最大的，超大規(guī)模塔式太陽能集熱系統(tǒng)與現(xiàn)代熱力發(fā)電系統(tǒng)最完美的發(fā)電對接。值得一提的是，塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，憑借其定日鏡場在地面上，可展開一扇巨大無比的太陽光反射鏡面；并通過在高塔頂部高倍率聚焦集中照射方式，便可將大量太陽熱能直接存入移動儲熱模塊內(nèi)。如此漂亮的空中大手筆能量會聚轉(zhuǎn)接形式，和與近乎無損非接觸模塊儲能的完美對接?？芍^天作之合，相得益彰。如此之高的能量密度提升，和如此巨大的熱能輸出流量，是其他任何太陽能集熱系統(tǒng)，所難以實現(xiàn)和無法想象的。這也正是啟用超大容量移動儲熱模塊，所必需具備的重要前提。由于大規(guī)模太陽能儲能目標(biāo)非常明確，它只是需要將分散采集到的大量太陽熱能，全都集中到發(fā)電廠后，專為熱力發(fā)電提供短暫周轉(zhuǎn)，或起到熱電轉(zhuǎn)換緩沖均衡作用，目的達(dá)到太陽能資源利用率最大化。這種可移動的蓄熱儲能方式：是通過模塊化，將高溫儲熱、熱能轉(zhuǎn)換、熱能傳送等，多種功能都集于一體。將原來固定不動的一套既復(fù)雜又龐大的儲熱循環(huán)系統(tǒng)。變換成體積較小，功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)簡單的一個儲熱模塊。它不僅大大降低了太陽能的儲能成本。此外，還為擴(kuò)大太陽能光熱發(fā)電規(guī)模，發(fā)揮十分重要的集成作用。最為關(guān)鍵的是，由于采用非流動性的工質(zhì)材料進(jìn)行儲能。它可以使工作介質(zhì)材料選取，不再受低熔點(diǎn)、低沸點(diǎn)、低導(dǎo)熱、強(qiáng)腐蝕等等限制。而后，我們可以挑選出導(dǎo)熱率最高和熱容量最大的工作介質(zhì)材料，用于提高儲熱轉(zhuǎn)換效率和增大蓄熱容量。由于儲熱模塊是一個獨(dú)立的整體，外部造型是很有規(guī)則的；并且，運(yùn)用是非常靈活的。這就為移動儲熱模塊，實施智能化移動控制和最好的隔熱保溫計劃，創(chuàng)造了非常有利的條件。可以使蓄熱保溫成本大幅下降，并能贏得更多寶貴的蓄熱儲能延長時間。最不可思議的是，由超高溫顯熱儲能與相變潛熱儲能，兩者疊加的儲能密度，要比普通化學(xué)電池的儲能密度，高出幾倍甚至十幾倍。并且，模塊儲能轉(zhuǎn)換速度非常快，不會像普通蓄電池在快速充放電的過程中，容易造成電池內(nèi)部很大的損害。此外，蓄電池充放電的使用次數(shù)是很有限的，而儲熱模塊使用次數(shù)是不受任何限制的。因此，模塊化蓄熱儲能，相對目前其他任何儲能方式而言，它可能是一種：儲能成本最低、方法是最為簡便、儲能密度最大、使用壽命最長、轉(zhuǎn)換效率最高，以及是整體規(guī)模最大的太陽能儲存方案。雖說移動儲熱模塊，是一種極為簡單的儲能方式。但它必將在大規(guī)模太陽能儲能發(fā)電應(yīng)用過程中，發(fā)揮無與倫比的重要作用。它是專為太陽能蓄熱儲能發(fā)電，而誕生的。在可以預(yù)見的未來，它還可以和各種高性能熱電轉(zhuǎn)換元件對接，構(gòu)成即充即用超強(qiáng)負(fù)荷移動電源。它將為超大規(guī)模太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、水能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等，各種間歇性能源儲能發(fā)電，創(chuàng)造十分美好的應(yīng)用前景。實施超大規(guī)模太陽能儲熱發(fā)電的突破構(gòu)想。主要是采取大面積分散采集太陽能與超大規(guī)模集中統(tǒng)一發(fā)電相結(jié)合的全新思路。它完全改變了傳統(tǒng)太陽能光熱發(fā)電模式，總是局限于將太陽能的聚光集熱、蓄熱儲能、熱力發(fā)電，這三大體系捆綁運(yùn)行的不利做法。由于捆綁運(yùn)行的必然結(jié)果，將會受到三大系統(tǒng)各自發(fā)展空間不平衡的相互制約，而產(chǎn)生非常嚴(yán)重的水桶效應(yīng)。這里所有的短板缺陷，都出現(xiàn)在前面兩大系統(tǒng)內(nèi)。相對后者而言，前面兩大系統(tǒng)的發(fā)展空間是十分有限的。由于定日鏡場的規(guī)模設(shè)計，常常受到各種建造條件的客觀限制，無法把定日鏡場的建造規(guī)模設(shè)計的太大。目前，定日鏡場最大建造規(guī)模，仍與普通大容量的發(fā)電機(jī)組規(guī)模懸殊相差好幾十倍。這種極不對稱的規(guī)模發(fā)展現(xiàn)象，也同樣出現(xiàn)在原有蓄熱儲能系統(tǒng)中。由于塔式太陽能聚焦集熱系統(tǒng)和蓄熱儲能系統(tǒng)，它們的發(fā)展空間有很大的局限性。所以，在三大系統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展上，無法做到一對一的同步擴(kuò)展。眾所周知，太陽能熱發(fā)電效益遵循：發(fā)電機(jī)組容量越大，機(jī)組滿載運(yùn)行效率越高；則太陽能發(fā)電成本，也就降得越低。因此，如若三大系統(tǒng)的捆綁運(yùn)行方式不做改變，將無法繼續(xù)擴(kuò)大現(xiàn)有塔式太陽能光熱發(fā)電的發(fā)展規(guī)模；那么，也將無法繼續(xù)提高塔式太陽能光熱發(fā)電規(guī)模效益，這就是長期影響塔式太陽能光熱發(fā)電走向市場化的癥結(jié)所在。反之，我們應(yīng)該創(chuàng)造有利條件，徹底解除三大系統(tǒng)間的相互捆綁約束。具體做法是：從中間儲能環(huán)節(jié)入手，先將儲熱介質(zhì)管道循環(huán)的能量傳輸方式，改變成為儲熱容器可移動的能量運(yùn)送方式。這樣，就可以把原來龐大而復(fù)雜的蓄熱儲能系統(tǒng)的運(yùn)行空間，壓縮到一小塊可移動的蓄熱儲能模塊之中，就可以像使用蓄電池一樣方便。這樣一來，我們就可以將數(shù)量眾多的移動儲熱模塊，分批發(fā)送到大型太陽能采集作業(yè)區(qū)里的，每個集熱單元的接收位置上。等到同批次蓄熱儲能模塊加載完成之后，就立即把這些移動儲熱模塊發(fā)送到后方發(fā)電廠倉庫，等待送往到水蒸氣的生產(chǎn)線以作進(jìn)一步使用。由于取消三大系統(tǒng)的管道連接，便可促使塔式太陽能采集系統(tǒng)與蒸汽渦輪發(fā)電系統(tǒng)完全分開；并促成三大系統(tǒng)橫向獨(dú)立和縱向開放。從而使三大系統(tǒng)都能夠按照各自發(fā)展最有利的條件，獨(dú)立開展優(yōu)化設(shè)計。這不僅能大大提高各系統(tǒng)運(yùn)行效率；更重要的是，通過對整體規(guī)模的重新分化與組合，可以使三大系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模得到同步擴(kuò)展。因此，可以從過去封閉型的一支獨(dú)大的規(guī)模發(fā)展模式，轉(zhuǎn)變成開放型的多單元組合的規(guī)模發(fā)展模式。具體通過眾多聚光集熱單元模塊與移動儲熱模塊之間的開放式組合，來實現(xiàn)塔式太陽能采集規(guī)模的無限擴(kuò)張。這樣就可以從容應(yīng)對任意規(guī)模發(fā)電裝機(jī)擴(kuò)容。這就避免了因發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致每個定日鏡與接收塔的建造尺度，愈造愈大，直至走向無法建造的尷尬地步。采取由數(shù)量眾多小型定日鏡場，取代一個大型定日鏡場，有好處很多。小型化的定日鏡場，無論從太陽光的采集密度和聚焦效果，以及到定日鏡場建造適度等，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)勝于大型定日鏡場。從直觀上講，小型定日鏡更具備：裝配速度很快、運(yùn)行起來效率高、制造成本低、抗風(fēng)性能好、使用壽命長，以及運(yùn)行維護(hù)非常簡單等等好處。尤其是小型定日鏡，由于反射鏡面積很小。所以，更容易在它的鏡面實施自動除塵保潔的防護(hù)設(shè)置。并用它來防護(hù)和抵御：大風(fēng)、雨雪、沙塵暴、冰雹等氣候災(zāi)害來襲。這是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)能夠在沙漠腹地大舉推進(jìn)，所不可以缺少的一項極其重要安全保障。采取大面積太陽能分散采集與超大規(guī)模集中統(tǒng)一發(fā)電相結(jié)合的重要意義在于：不僅可以根據(jù)太陽能熱發(fā)電規(guī)模需要，通過太陽能采集空間的任意擴(kuò)大，可以交換更大規(guī)模的發(fā)電裝機(jī)擴(kuò)容。同樣，也可以通過擴(kuò)大太陽能采集空間，以轉(zhuǎn)換更多或更持久的儲熱發(fā)電運(yùn)行時間。我們可以在白天的陽光下，采集足夠的太陽熱能，并將它們儲存起來。然后，在夜間或遇到陰天，利用它們來維持連續(xù)供電。這可能是改變太陽能間歇性中斷發(fā)電，唯一可行的最佳方案。但這種時空轉(zhuǎn)換的先決條件，是需要依靠集合多種功能于一體的超大容量可移動儲熱模塊。從技術(shù)層面上講：必需要依靠高溫顯熱儲能、高溫相變潛熱儲能、高效熱傳導(dǎo)技術(shù)、隔熱保溫技術(shù)，以及熱泵回饋式恒定溫控制技術(shù)等等，許多工程技術(shù)的有利支持。目的需使移動儲熱模塊，必須具備超大容量的儲能空間；并滿足恒溫儲熱時間任意延長的保溫需要。同時，還必須完成太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、恒溫儲熱、熱能運(yùn)輸，以及水蒸汽的轉(zhuǎn)換輸出等等，關(guān)鍵性的工作流程。只要發(fā)電廠的儲熱模塊庫存容量有足夠大，即使在連續(xù)陰天的情況下，太陽能蓄熱儲能發(fā)電，仍然可以維持多日發(fā)電不致中斷。此外，還可根據(jù)電力消費(fèi)需求，控制移動式儲熱模塊和蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的投放工作量，就完全可以控制太陽能儲熱發(fā)電的可變輸出。通過這種方式，就可以實現(xiàn)發(fā)電側(cè)與用電側(cè)的緊密互動。因而，可使太陽能儲熱發(fā)電的有效利用率，可以得到最大化的提升。在三大系統(tǒng)之間的捆綁束縛被完全解除以后，但仍有一個關(guān)鍵問題迫切需要得到解決。這里所要解決的問題是：定日鏡遠(yuǎn)程精確跟蹤控制技術(shù)難題。這是塔式太陽能集熱系統(tǒng)的核心技術(shù)，也是長期困擾塔式太陽能集熱系統(tǒng)發(fā)展利用的世界性難題。因為定日鏡的跟蹤，它是一種遠(yuǎn)程鎖定固定目標(biāo)的精確跟蹤。因此，任何微小的傳動間隙，都將造成定日鏡的反射光線在照射到遠(yuǎn)處固定目標(biāo)時，其反射光斑的投射位置，就會出現(xiàn)非常大的偏移。在陣風(fēng)推動下出現(xiàn)輕度晃動，這會帶來聚焦光斑邊緣模糊，造成聚焦損失增大。若擺動幅度過大，就會導(dǎo)致聚焦光斑逃脫跟蹤目標(biāo)，最終導(dǎo)致太陽光的聚焦效率大幅下降。所以，從嚴(yán)格意義上講，定日鏡跟蹤系統(tǒng)要求齒輪傳動，必須達(dá)到無間隙傳動標(biāo)準(zhǔn)。如此苛刻的齒輪傳動要求，就等于判處齒輪傳動無期徒刑。為此，人們嘗試過種種辦法，但使用效果，卻不盡理想。如果人們想依靠提高制作精度來解決這個問題；那么，我們將要面對的是最極致精密的加工制造。由此不難想象，如此極端的精密制造，其制作成本肯定會高得驚人。因此，為了逃避精密加工，人們甚至無視跟蹤范圍偏小，屬于非線性跟蹤的螺旋絲桿伸縮傳動，也將其作為定日鏡跟蹤系統(tǒng)的使用對象。并且，將螺旋絲桿傳動和蝸輪蝸桿傳動組合在一起，形成二維跟蹤的混合傳動方式。同時，還將定日鏡的建造尺度，越造越大。目的，是想通過成本分?jǐn)偟霓k法，迫使定日鏡跟蹤成本進(jìn)一步降低。盡管在方法上，一再妥協(xié)退讓；但定日鏡跟蹤成本，依然居高不下。為了確保定日鏡場，一千多臺定日鏡的投射光斑會聚到高塔頂部的聚光屏上，保持高度重疊和極高的穩(wěn)定性。就必須要求定日鏡的跟蹤傳動系統(tǒng)，不僅需要十分出色的超低速齒輪傳動性能和超高精度的跟蹤控制性能；同時，還要尋找到最低成本的制作方式。為此，我們必須跳出傳統(tǒng)齒輪傳動的習(xí)慣設(shè)計；通過采用超大直徑齒輪傳動方式，便可以解決定日鏡二維跟蹤傳動系統(tǒng)所存在的各種難題。但是，為了更好的利用超大直徑傳動齒輪，簡稱超大齒輪。必須首先解決超大齒輪在二維驅(qū)動中的：空間布局，結(jié)構(gòu)力學(xué)、工藝制造、跟蹤原理、控制方式等等問題。利用超大齒輪傳動的主要好處是：第一，由于超大齒輪傳動的半徑取值空間非常之大；所以，這就不難理解，末級齒輪傳動半徑越大，那么齒輪傳動間隙所對應(yīng)的齒輪傳動誤差值，就會變得越來越小。這是由超大齒輪傳動的幾何特征所決定的。它完全可以克服定日鏡近軸傳動模式，在齒輪傳動間隙的干擾下，容易造成定日鏡場的聚光效率和抗風(fēng)性能大幅下降的不利影響。第二，可以使定日鏡的跟蹤控制實質(zhì)，簡化為只要面對緩慢轉(zhuǎn)動著的超大齒輪，實施閉環(huán)控制和線性跟蹤。所以，很容易實現(xiàn)二維實時跟蹤的計算機(jī)程序化的過程控制。它可以克服原有定日鏡非線性跟蹤控制的嚴(yán)重不足。使定日鏡定位安裝與跟蹤調(diào)試，變得更加簡單、科學(xué)和規(guī)范。只要通過簡單的定位測試及跟蹤軌跡計算，便可迅速建立二維實時跟蹤的計算機(jī)數(shù)學(xué)模型。第三，末級齒輪驅(qū)動半徑越大，定日鏡跟蹤旋轉(zhuǎn)角度控制細(xì)分就越高；因此，超大齒輪傳動，可以給定日鏡跟蹤控制精度，打開更廣闊的上行空間。它可以為提高定日鏡遠(yuǎn)程跟蹤控制精度，和提高定日鏡場的聚焦效率，提供最有利的技術(shù)保障。第四，可以顯著降低定日鏡跟蹤傳動組件制造精度，從而大大減輕產(chǎn)品加工的制作難度。為標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模生產(chǎn)，創(chuàng)造十分有利的條件，并促成定日鏡跟蹤成本大幅壓縮。這是塔式太陽能集熱系統(tǒng)推廣應(yīng)用，能夠打開市場大門的一把金鑰匙。形成規(guī)模如此龐大的塔式太陽能儲熱發(fā)電模塊，需要大量技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)的應(yīng)用整合。塔式太陽能熱發(fā)電模塊的主要設(shè)計理念，是基于以下四個方面的設(shè)想：1。整合資源，集中優(yōu)勢；為了實現(xiàn)塔式太陽能集熱單元模塊效率效益最大化。必須以定日鏡小型化設(shè)計為關(guān)鍵切入，展開定日鏡場規(guī)模大小與儲能模塊容量大小，以及塔身高度與定日鏡配型設(shè)計等等，多邊互動設(shè)計。通過實施陽光采集地形的黃金切割，可獲得菱形定日鏡場，作為塔式太陽能集熱單元模塊的最佳布局。然后，創(chuàng)造高效無縫拼接的網(wǎng)格密集型分布的多塔集群式太陽能集熱單元模塊陣列組合的太陽能采集作業(yè)區(qū)。2。移動儲能模塊，必須依靠高溫、高導(dǎo)熱率、相變儲能技術(shù)支持；方能夠?qū)崿F(xiàn)高密度超大容量儲能模塊的應(yīng)用開發(fā)。作為儲熱模塊內(nèi)部工作介質(zhì)，它不再需要循環(huán)流動。因此，儲熱和釋熱的轉(zhuǎn)換操作大大簡化，可以直接在儲熱模塊內(nèi)部進(jìn)行操作。這和過去需要在高塔頂部安裝接收器，并通過漫長迂回輸管道，再到地面上冷和熱的巨大固定儲罐，還包括一整套非常復(fù)雜的工作介質(zhì)循環(huán)泵送系統(tǒng)相比。可實現(xiàn)零距離管道輸送，不會造成腐蝕侵害，可消除工作介質(zhì)在管道內(nèi)凝固阻塞的煩惱；光熱轉(zhuǎn)換接收器結(jié)構(gòu)大為簡化，能量儲存密度大，轉(zhuǎn)換效率高，使用壽命長，制造成本低；單體維護(hù)，不影響整體運(yùn)行。隨著高密度超大容量模塊儲熱技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)，必將帶給超大規(guī)模太陽能儲熱發(fā)電，一個嶄新的發(fā)展空間。3。通過超大容量超超臨界蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組與移動儲能模塊的完美結(jié)合；可以集成超大規(guī)模太陽能儲熱發(fā)電集約化生產(chǎn)管理。其主要目的是：控制各種消耗，降低生產(chǎn)成本，提升整體工作效率，最終實現(xiàn)：塔式太陽能熱發(fā)電模塊規(guī)?；б孀畲蠡?。建立超大規(guī)模太陽能發(fā)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要采取相應(yīng)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化、網(wǎng)格化、規(guī)模化等，系統(tǒng)優(yōu)化措施。此外，還需要獲得：數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、智能化等等，現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)的有力支持。從而實現(xiàn)大規(guī)模太陽能熱發(fā)電模塊安裝調(diào)試及運(yùn)行管理現(xiàn)代化。我們所追求的終極目標(biāo)是：建立起未來發(fā)展模式的大規(guī)模太陽能熱發(fā)電模塊。創(chuàng)建網(wǎng)格化超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)電站的布局規(guī)劃如下：由眾多塔式太陽能集熱單元菱形模塊陣列組合的無縫拼接，形成多塔集群式網(wǎng)格密集型分布的菱形太陽能采集作業(yè)區(qū)；通過大量移動儲熱模塊，將大量太陽熱能移送到中央發(fā)電廠，形成集中儲熱發(fā)電規(guī)模超過幾百甚至幾千兆瓦級別的，新型塔式太陽能熱發(fā)電菱形單元模塊電站；這個菱形單元模塊電站的太陽能采集作業(yè)區(qū)面積大小，可以從幾十平方公里擴(kuò)展到幾百平方公里以上。而后，再由數(shù)量眾多的塔式太陽能菱形單元模塊電站的陣列組合，形成整個網(wǎng)格內(nèi)太陽能熱發(fā)電規(guī)模，達(dá)到幾百甚至幾千吉瓦以上。與它相應(yīng)的太陽能采集作業(yè)區(qū)的占地規(guī)模，可以綿延擴(kuò)展到幾千至幾萬平方公里。未來，也許我們還要將塔式太陽能集熱系統(tǒng)，用于水熱解制取氫技術(shù)的開發(fā)利用，以產(chǎn)出大量的氫燃料。當(dāng)遭遇連續(xù)陰天之時，我們將會有足夠的氫燃料，可以維持連續(xù)供電。這樣，即使在地處陽光輻射相對不足的現(xiàn)代化城市周邊，或靠近熱發(fā)電廠附近，長期閑置的零星閑散土地，興建超大規(guī)模太陽能采集場和氫燃料制造廠。而后，把采集到的大量太陽熱能，移送到現(xiàn)有火力發(fā)電廠，連同氫燃料、生物質(zhì)燃料、化石燃料等，一起加入到熱源可切換的熱發(fā)電中去。這是以太陽能發(fā)電為主的，多元化兼容熱發(fā)電模式。它是專為多日連陰天，提供連續(xù)發(fā)電的備用選項。該兼容發(fā)電模式，與其他形式太陽能光熱發(fā)電模式相比；由于太陽能采集作業(yè)區(qū)，不再與火力電廠發(fā)生捆綁約束。所以，它不再需要重新建造新發(fā)電廠房和添加新的發(fā)電設(shè)施，以及不再需要重新架設(shè)輸配電網(wǎng)；更沒必要拆除和廢棄原有的發(fā)電廠房及發(fā)電設(shè)備。上述三項豁免，可為太陽能電站建設(shè)項目，節(jié)省大量的資金投入和工作時間占用。同時，又避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)和大量的雇員解聘。這也許是太陽能源全面替代化石能源發(fā)電，最好的過渡和轉(zhuǎn)型計劃。在太陽輻射能每年超過1400千瓦時/平方米地區(qū)；或在太陽輻射能每年超過1600千瓦時/平方米以上的太陽能采集作業(yè)區(qū)。如果我們可以將30%的太陽輻射能量，轉(zhuǎn)換成電能。估計每一平方米年發(fā)電量就可達(dá)到420至480千瓦時以上。如果地面陽光的采集密度可達(dá)到30%，就可以使每1萬平方公里的太陽能采集作業(yè)區(qū)，每年可提供太陽能蓄熱發(fā)電達(dá)到1.26萬億千瓦時，或1.65萬億千瓦時以上。經(jīng)初步推算，菱形定日鏡場聚焦單元模塊，它的太陽能采集密度估計可以超過30%；其太陽能采集儲存總轉(zhuǎn)換效率，估計可以超過78%-85%以上。由近一千度的高溫儲熱，可支持超超臨界蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。其發(fā)電效率最高可達(dá)到40%至50%以上。最終，可以使太陽能光熱發(fā)電綜合效率達(dá)到31%至43%。在對塔式太陽能光熱發(fā)電項目投資回報分析中得出：資本回收期大約需要5-8年。由于這款小型定日鏡的使用壽命，可以達(dá)到40年以上；如能適當(dāng)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)和配件更新，它的使用壽命可以提高2-3倍。所以，投資回報率至少在500%以上。若電站運(yùn)行期按照40年計算，那么塔式太陽能發(fā)電成本，已經(jīng)接近于水電站的發(fā)電成本。塔式太陽能集熱采集系統(tǒng)，具有比較寬泛的溫度和能流密度的匹配范圍設(shè)定。其優(yōu)點(diǎn)是：聚焦能力極強(qiáng)，焦斑溫度很高，能量流通密度和熱能輸出都非常之大。因此，塔式太陽能集熱采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛，其主要應(yīng)用包括：1.可用于金屬冶煉及晶體生長，其最大的優(yōu)點(diǎn)是，熱源純凈，不夾帶任何燃料物質(zhì)。它可以為我們獲得更多珍貴晶體和發(fā)現(xiàn)更多的新材料，創(chuàng)造非常良好的實驗條件和規(guī)?；a(chǎn)途徑。2.隨著未來大規(guī)模太陽能熱發(fā)電的普及推廣，我們可以得到越來越廉價的電力資源。它可以為工業(yè)制造，以及所有的陸路運(yùn)輸提供強(qiáng)大的動力電源。3.大規(guī)模制取氫燃料，它可以為工業(yè)化生產(chǎn)加工，以及航空、航天、航海和陸地運(yùn)輸提供高品質(zhì)的燃料。4.可用于海水淡化處理，可以得到很多便宜的淡水資源，這是所有沿海城市和島上居民獲得淡水資源的最佳途徑。人類從農(nóng)業(yè)文明開始，自發(fā)產(chǎn)生對太陽神的精神崇拜；直到今天，進(jìn)入工業(yè)文明的迅猛發(fā)展，將不可避免地對于太陽能的開發(fā)利用產(chǎn)生最后的覺醒。這是人類文明發(fā)展的必然結(jié)果。尤其是大規(guī)模太陽能熱發(fā)電技術(shù)和太陽能制氫技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)，是解決未來能源發(fā)展趨勢和根本出路。只有當(dāng)人們虔誠地學(xué)習(xí)和掌握太陽能利用技術(shù)，才可以充分展示人類最偉大的創(chuàng)造力。人類可以移山填海；人類可以實現(xiàn)水資源的重新配置；人類可以再造地球生態(tài)環(huán)境；人類可以對氣候變化做出及時和有效的干預(yù)；人類可以實現(xiàn)沙漠變綠洲的美好愿望。人類要想獲得更廣闊的未來生存和發(fā)展空間，將無法回避永恒的太陽能。在太陽能多元化利用的發(fā)展帶動下，將直接或間接為人類社會創(chuàng)造出無數(shù)新增行業(yè)?？梢韵嘈牛S著新能源產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)性增長，將會給世界各國帶來無限的市場商機(jī)?？梢韵胂?，眾多新增加的太陽能產(chǎn)業(yè)鏈，將產(chǎn)生無數(shù)永久性的就業(yè)機(jī)會。這將給長期衰退的世界經(jīng)濟(jì)帶來巨大的發(fā)展推動。并為全球新一輪產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，創(chuàng)造長久性的增長周期。能源消費(fèi)增長，標(biāo)志著人類物質(zhì)文明將走向更高的目標(biāo)追求；它是創(chuàng)造一切消費(fèi)增長的基礎(chǔ)；它是推動經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展的主要動能。人類創(chuàng)造高品質(zhì)的物質(zhì)生活才剛剛開始，伴隨人類物質(zhì)文明的發(fā)展進(jìn)步，人們對能源需求增長是無止境的。毫無疑問，實現(xiàn)完全由太陽能取代常規(guī)能源發(fā)電，這是人類社會的共同愿望。為了加快大規(guī)模太陽能發(fā)電全球行動計劃。首先，需要得到各國政府的充分理解和政策支持?；蛴删哂幸欢▽嵙Φ钠髽I(yè)聯(lián)盟組織起科技力量，開展對大規(guī)模太陽能儲能發(fā)電的技術(shù)攻關(guān)與優(yōu)化設(shè)計。而后，在太陽能儲熱發(fā)電示范工程取得成功進(jìn)展的前提下，方可逐步擴(kuò)大太陽能儲熱發(fā)電的應(yīng)用范圍。能源是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原動力，能源是創(chuàng)造財富的源泉；而創(chuàng)造無盡財富源泉的是太陽能。所以，我們必須徹底攻克太陽能儲熱發(fā)電的技術(shù)瓶頸，并尋找到最有效和最低成本的太陽能發(fā)電運(yùn)作方式。這樣才能實現(xiàn)替代傳統(tǒng)能源發(fā)電的全面突破。人類大規(guī)模利用太陽能的新時代即將到來，尤其是太陽能全面替代傳統(tǒng)能源發(fā)電，已經(jīng)刻不容緩。這是人類所共同關(guān)注的一件大事，這是一項長遠(yuǎn)造福人類社會的偉大事業(yè)。歡迎越來越多國家的相關(guān)科學(xué)家，以及具有研究和開發(fā)實力的企業(yè)，盡快加入到太陽能替代化石能源發(fā)電的技術(shù)研究領(lǐng)域。本作者希望通過技術(shù)交流機(jī)會，為相關(guān)研究者提供超大規(guī)模塔式太陽能模塊電站，在初始階段設(shè)計的構(gòu)思方案，用于促進(jìn)與相關(guān)企業(yè)，或科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)合作。因為，塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)模塊設(shè)計，其開發(fā)思路是完全開放的。其目的是使每個子系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)計，都能得到最大的效率釋放。目前，這個項目的研究的進(jìn)展，正趨向于更加成熟。特別是在提高太陽能的有效利用，和大幅降低太陽能發(fā)電成本等方面，又向前邁出了巨大的一步。朋友們，村民們：自從一九九五年以來，聯(lián)合國世界氣候大會每年舉行，作為締約國數(shù)目，已經(jīng)擴(kuò)大到一百九十多個國家和地區(qū)。雖然，每個國家的高層領(lǐng)導(dǎo)或國家元首，每年出席這個會議。但最終談判結(jié)局，卻總是令人失望的。在過去的十七年里，全球二氧化碳排放量，不但沒有下降，反而還在繼續(xù)增長翻番。為了防止氣候變化可能發(fā)生異常失控，2009年聯(lián)合國世界氣候大會達(dá)成共識，提出確保全球平均氣溫升幅不超過工業(yè)化之前的2攝氏度溫差的控制目標(biāo)。但是，現(xiàn)在距離到達(dá)這一目標(biāo)，所剩下來的時間和空間，已經(jīng)不容樂觀。據(jù)最新科學(xué)統(tǒng)計，目前，地球大氣層二氧化碳排放空間僅剩下8000億噸。如果按照目前全球每年超過300億噸的二氧化碳排放速度，即使其中一半碳排放量是被地球生物圈所吸收。那么，通過計算可以得知，全球平均氣溫升高2攝氏度，所剩余的時間只有五十多年了。但很遺憾的是，未來全球二氧化碳排放速度，可能還會繼續(xù)上升。所以，突破危險警戒線所剩下的時間，也許還不到五十年。這就是地球生態(tài)危機(jī)越來越嚴(yán)峻現(xiàn)實情況。在生態(tài)危機(jī)持續(xù)惡化的嚴(yán)峻形勢面前，我們幾乎沒有太多作為。人們利用化石燃料成癮太深，為了眼前短暫的經(jīng)濟(jì)利益，非但不顧忌脆弱的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)不堪重負(fù)，還在繼續(xù)加大在全球化石燃料的肆意開采。人類就像是一個盤散砂，無法形成集中統(tǒng)一的意志，來抵御氣候變化。目前，由于各國家間的發(fā)展差距仍然很大，占全球80%都是發(fā)展中國家。落后的產(chǎn)能和欠發(fā)達(dá)的生產(chǎn)技術(shù)，迫使他們需要消耗越來越多的化石能源。所以，在全球工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)變革還未完成之際，以及在人類尚未找到可替代能源的前提下，如果在世界各國采取同等約束碳排放的做法，是不公平的，也是不合理的。那么，也就不會有任何國家，會主動承擔(dān)減排二氧化碳的責(zé)任。能源利用，是支撐各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱。減少化石能源利用的結(jié)果，只會加重經(jīng)濟(jì)衰退在全球蔓延。如何才能化解人類社會迫切希望走向現(xiàn)代化，所遭遇到化石能源利用與生態(tài)環(huán)境危機(jī)的矛盾沖突。這可能是對人類道德底線的最后考驗；同時，也是對人類的合作創(chuàng)造，提出一次新的挑戰(zhàn)。如果全球碳減排約束控制水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足在自然生態(tài)下的碳濃度平衡標(biāo)準(zhǔn)；那么，我們將永遠(yuǎn)無法阻止全球平均氣溫上升的現(xiàn)狀。所以，如果現(xiàn)在我們不立即改變對化石能源的完全依賴，仍想繼續(xù)等待氣候反轉(zhuǎn)臨界點(diǎn)的最后到來，才開始想到如何去拯救地球，恐怕已經(jīng)太晚了。等到那個時侯，我們每個人都將是造成地球毀滅的最后推動手。這并不是危言聳聽，由于大氣溫度繼續(xù)升高，兩極冰蓋融化速度，也會越來越快。這會使大量淡水流入大洋，導(dǎo)致極地海水含鹽濃度下降，使海水浮力增大，這將阻礙極地上層洋流到達(dá)海底深處的這部分洋流循環(huán)。一旦從赤道流向極地的上層溫暖洋流循環(huán)被迫終止，就會立即引發(fā)一系列氣候變化的連鎖反應(yīng)，造成地球表面溫度急劇下降；那么，一萬多年前所出現(xiàn)的寒冷冰河期，可能會再度出現(xiàn)。這就是所謂的氣候反轉(zhuǎn)臨界點(diǎn)，它正在加速向我們逼近，它已經(jīng)離我們非常近了。等到這一切都發(fā)生以后，人類將難以適應(yīng)這一寒冷的氣候變化，甚至還會有大量動植物也會從地球上紛紛消失。地球歷經(jīng)數(shù)億年之久，經(jīng)過緩慢演變而來的十分繁茂的生態(tài)體系，就這樣在人類不理智的干預(yù)下，幾乎慘遭滅絕。我們相信，在地球上每個有良知的