太阳能烟囱发电技术的特点

太阳能烟囱发电的构想是在1978年由德国J.Schlaich教授首先提出的。随后由德国政府和西班牙一家电力企业联合资助，于1982年在西班牙Man—z~n&res建成世界上第一座太阳能烟囱发电站_l J。这座电站的烟囱高度为200m，烟囱直径10.3m，集热棚覆盖区域直径约为250m。(1)设备简单，运行费用低 太阳能烟囱发电设备简单，只需太阳能集热棚、太阳能烟囱和涡轮发电机组。太阳能烟囱发电的效率，随着集热棚面积的增加和烟囱高度的增加而提高，所以为了达到更好的效率和经济性，修建大规模的电站是必须的。

一旦电站建成，这种电站将运行很长时间。烟囱本身将用100年或更长的时间。由于运动部件很少，所以这种电站的维修费用很低。作为主要运动组件的涡轮发电机组，将安装在稳定的空气流中，比安装在工况恶劣的阵阵狂风中的风力涡轮机所承受的应力小的多。发电站的工程技术人员在没有外国顾问帮助的情况下就能够维修，保证电站的正常运行。 (2)适合建设在人口稀少的沙漠地区 我国是太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2／3以上地区的年日照时数大于2000h，太阳辐射量在5x106kj／(m2·a)以上。

我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地区的太阳总辐射量和日照时数为全国最高，届太阳能资源丰富地区。这些地区人口稀少，而且荒漠面积较大，适于建造太阳能烟囱电站。 (3)不产生有害物，具有良好的环境效应 研究表明，太阳能烟囱发电站在运行过程中既没有S02等有害气体排出，也没有温室气体C02的排出，还没有固体废弃物的排出，不影响生态环境。

太阳能烟囱发电技术自从提出以后，广泛收到关注。从20世纪80年代开始一直到现在，美国、德国、西班牙、印度、澳大利亚、埃及、摩落哥和南非等一些国家对太阳能烟囱发电及相关技术开展了一系列研究。1983年美国科学家Krisst建了一座烟囱高度为10m，集热棚直径6m，输出功率10W 的庭院式太阳能发电装置_3 J。1997年在美国佛罗里达大学花园中建了三种不同型式的太阳能烟囱模型进行了大量的理论和实验研究_4j。

在印度 j的拉贾斯坦的塔尔沙漠建一座100MW 太阳能烟囱发电站的计划曾得到论证并开始实施，但由于印度和巴基斯坦之间的核竞赛使该计划落空。自从1995年起，由物理学家沃尔夫沃尔特·斯廷纳领导的小组已提出计划2004年在南非边远的沙漠城锡兴附近建造200MW 太阳能烟囱发电站方案，但这庞大的计划仍存在许多巨大的困难，其中所需要的1500m高烟囱的计划是目世界上前所未有的。

在最近几年，国外每年均有不少与太阳能烟囱发电技术相关的文章发表，围绕太阳烟囱发电站结构模型、能转换效率、环境效应等相关问题进行研究[6-8 J。然而，国内很少见太阳能烟囱技术的报道，对大多数人来说可以说是一项陌生的技术。因此，本文旨在促进太阳能烟囱发电技术在中国的发展，同时对太阳能烟囱发电技术中能量转换的关键技术进行介绍。