导语:作者身处澳洲大陆,这里阳光充足,空气清新,是利用太阳能和开展太阳能热利用技术研究的绝佳地点。
1澳大利亚的太阳能资源
澳大利亚位于南半球的南太平洋上,是一个与世界其它国家隔离的大陆岛国。是全世界最小的洲,同时亦是全世界最大的岛屿。它是世界第六大国家,排在俄罗斯、加拿大、中国、美国及巴西之后,面积约770万平方公里。澳大利亚是世界上太阳能资源最好的国家之一,其单位面积的年辐照量为1500-1900 kWh/m2/year。图1和图2分别列出了其年平均日辐照量和年平均日法向直射辐照量[1]。
图1 澳大利亚太阳辐照度分布图
图2 澳大利亚太阳法向直射辐照度(DNI)分布图
图3 纽卡斯尔市郊一个高尔夫球场接待中心
图4 户用真空热水器
图5 户用平板热水器
图6 伊卡丘地区保健院的太阳能空调系统的集热部分
2007年在纽卡斯尔地区采用50㎡槽式集热器的REDI太阳能致冷示范项目投入运行,其槽式集热器模块开口尺寸为1.2m,长度为 24m,可以产生230℃热源,也可以用于有机工质朗肯循环发电系统。
图7 用于太阳能致冷系统的槽式集热器[6]
图8 澳大利亚国立大学研制的槽式集热器
(2)线性菲涅尔式太阳能热发电
在新南威尔士州猎人谷地区的Liddell 电站内建成了总计18500平方米的线性菲涅尔式集热系统,由Areva Solar和 Novatec Solar共同完成,为燃煤火电站的给水系统进行预热[8]。2013年Areva Solar公司成功建成承建44 MWth的线性菲涅尔太阳能集热系统为Kogan Creek 250Mwe燃煤火力发电站进行给水预热[9]。
图9 Areva Solar公司的线性菲涅尔式集热系统
图10 Lake Cargelligo塔式电站[10]
澳大利亚联邦科学与工业研究组织( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation ) 澳大利亚联邦科学与工业研究组织( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation )CSIRO在纽卡斯尔建成了一座500 kWth和1.5 MWth的塔式太阳能集热装置用吸热器、化学反应器等测试研究。本文作者现场拍摄照片如图11所示。作为澳大利亚最大的太阳能热发电及高温热利用研究机构,这两套装置完成诸多新技术的开发。
(4)碟式太阳能热发电
澳大利亚国立大学在大面积碟式聚光器方面进行了卓有成效的研究工作,先后开发了出了反射面积400㎡和500㎡的碟式聚光器,如图12所示。
图12澳大利亚国立大学开发的500㎡的碟式聚光器[11]
表1 澳大利亚政府支持的太阳能高温热利用研究项目清单[12]
项目承担单位 |
项目名称 |
政府投资 (万澳元) |
总投资 (万澳元) |
澳大利亚国立大学Australian National University |
高性能碟式聚光器用吸热器技术 |
143.621 |
143.621 |
Barbara Hardy Institute |
高温储热技术测试平台 |
68.95 |
240 |
CSIRO |
先进储热技术 |
350 |
720 |
CSIRO |
澳大利亚太阳能热利用研究计划ASTRI |
3500 |
8730 |
CSIRO |
利用太阳能重整合成气的联合循环技术 |
25.1454 |
70 |
CSIRO |
大规模应用的聚光型太阳能联合系统 |
70 |
190 |
CSIRO |
先进循环的吸热器优化技术 |
120 |
320 |
CSIRO |
太阳能空气轮机系统 |
310 |
1060 |
CSIRO |
太阳能驱动的超临界二氧化碳布雷顿循环 |
250 |
624 |
CSIRO |
太阳能混合燃料 |
160 |
390 |
CSIRO |
太阳能热利用研究基地 |
500 |
500 |
CSIRO |
聚光型太阳能热系统中的热电发电机 |
220 |
470 |
Granite Power |
太阳能驱动的超临界有机工质朗肯循环发电和工业供热技术 |
81.2 |
700 |
RATCH-Australia |
Collinsville火力电站改造为太阳能或燃气混合发电可行性研究 |
250 |
560 |
Vast Solar |
聚光型太阳能热利用中太阳能阵列性能模型验证 |
43.7243 |
130 |
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