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，中值为
5852MJ/m2
。
1.2 太阳能集热器
太阳辐射的能流密度低，为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定
的技术和装置（集热器） ，对太阳能进行采集[4]
。
1.2.1 集热器的分类
太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，它是太阳能利用的关键设备。太
阳能集热器按是否聚光这一主要特性可以分为非聚光和聚光两大类。
（1）平板集热器
平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器，平板型太阳能集热器
结构简单，吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射
辐射，但其热流密度低，只适用于低温领域。
（2）聚光集热器
平板集热器直接采集自然阳光，集热面积等于散热面积，理论上不可能获得较高的
温度。为了更有效的利用太阳能，就必须提高入射阳光的能量密度，使之聚焦在较小的
集热面上，以获得较高的集热温度，并减少散热损失，这就是聚光集热器的特点。 槽式聚焦太阳能集热器的设计 4
学院 城市建设和安全工程学院 毕业论文
聚光集热器通常由聚光器、吸收器和跟踪系统三部分组成，工作原理是，自然阳光
经聚光器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介质；跟踪系统则根据太阳的方
位随时调节聚光器的位置，以保证聚光器开口面与入射太阳辐射总是相互垂直的[2]
。聚
焦型集热器又分为：槽式、塔式、碟式三大类。
表 1.1 三种太阳能热发电系统性能和特点比较
它们有各自的优缺点，如：塔式效率高，但一次性投入大；槽式成本低，但相对塔
式和碟式效率低；碟式单机可标准化生产，但规模很难做大。从世界范围发展情况来看，
塔式和碟式尚处于研究、开发、示范阶段，槽式已经是最成熟的商业化技术[1]
。
槽式与塔式和碟式热发电系统相比， 槽式系统单位面积所需钢材和玻璃镜材料最少；
容量可大可小，而塔式系统必须是大容量才有较好的经济效益；各子系统均放置于地面
上，便于安装和文护；抛物槽聚光装置可以批量化生产，降低成本；所有的聚光集热器
可以同步跟踪，这使得跟踪成本大大降低。槽式聚焦太阳能集热器作为槽式太阳能发电
系统的核心，其效率将影响整个槽式发电系统，因此本文将围绕聚焦集热器展开。
1.2.2 国外槽式集热器的研究现状与水平
从 20 世纪 80 年代初开始各国就积极发展槽式太阳能热发电技术，美国、西欧、以
色列、日本发展较快。美国鲁兹（LUZ）公司在 1985~1991 年的短短七年间，投资 12
亿美元， 共建造了9座槽式太阳热发电系统 （SEGSⅠ-SEGXⅨ） ， 总装机容量达354MWe，
运行至今。太阳能集热装置是槽式太阳能热发电系统的重要组成部分，LUS公司分别开
槽式系统 碟式系统 塔式系统
理想电站规模 100MW以上 100kW（单台） 100MW以上
目前电站最大规模 80MW 50kW（单台） 10MW
聚光比 10~30 500~6000 500~3000
接收器 空腔式、真空管式 空腔式 空腔式、外露式
运行温度（℃） 200~400 800~1000 500~2000
工质 油/水、水 油/甲苯、氦气 熔盐/水、水、空气
跟踪方式 单轴 双轴 双轴
可否蓄能 可以 可以 可以
可否有辅助能源 可以 可以 可以
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