5、点聚焦太阳热直接发电系统主要部件的发展状况
1、碱金属热电转换器

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美国最早研究开发碱金属热电转换技术的机构有福特汽车公司和美国宇航局喷气推进实验
室，

 1990 年以来，美国先进模块电源系统（AMPS）公司则对碱金属热电转换器的商用化

起了重要的推动作用。美国在该领域所取得的成果有：

 

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36 管实验装置发电 1 千瓦；

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用电磁泵加压的实验装置连续发电

14000 小时；

用毛细芯加压的模块式器件连续稳定发电

11000 小时；

AMPS 公司的功率 4 瓦的器件已进入试生产阶段。
AMPS 公司还对燃烧加热，电功率 35 千瓦的碱金属热电转换装置进行了设计研究，结果表
明

,35 千瓦系统的尺寸仅为 0．7 立方米，燃烧加热的装置每千瓦的价格约为 650 美元。

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中国科学院电工研究所和上海硅酸盐研究所是国内从事碱金属热电转换器研究的主要单位

,

上硅所主要从事

β"A12O3，管材的研制，用于钠-硫电池的管材己达到国际先进水平。电工

所则进行发电装置的关键技术研究和发电系统的设计研究，已经建立了热电直接发电器件
实验室和必要的工艺设备，单管实验装置已经达到重复运行多次、累计发电

2 小时、峰值输

出

885 瓦、功率密度 0。9 瓦／（厘米）2 的水平。

2、点聚焦碟形集能器
应用于斯特林循环的抛物面碟形集能器在美口已发展多年，在降低价格、改进镜面材料工艺
等方面作了大量工作。聚焦碟的效率与聚焦比以及上限工作温度有关，对于碱金属热电转换
器，其工作温度在

700

℃~800℃，聚焦比可以在 150D 上下，效率可做到 85％~ 9.％。聚焦

碟支架的设计需要兼顾跟踪的要求，当地的风速和系统的振动。碱金属热电转换器无运动部
件，振动的约束大为缓和。

 

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八十年代，湘潭电机厂曾与美国合作建立了张口直径

7．5 米的聚焦碟，铝质结构，表面。

镀铝反光膜，积累了宝贵的制作经验；近年来，国内随着卫星通讯及卫星电视产业的发展
抛物面天线的制作技术发展很快，比如深圳华达玻璃钢公司引进美国的技术，制造的碟型
天线

,形状精度完全能满足太阳能发电的要求。中科院电工所则利用玻璃钢质抛物面聚焦碟

表面粘贴镀铝反光膜，当张口直径为

1．8 米、焦径比 0．39 时，焦斑直径约 40 毫米，斑点

温度达

1300

℃，为进一步研制轻质、廉价的聚焦碟作了有效的探索。

3．钠热管吸热器

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钠热管吸热器很大程度上可以借鉴太阳能／斯特林系统已有的研究成果，据

1993 年的报告，

德国工程热力学研究所为

V-160 斯特林发动机研制的和直径 7．5 米碟型聚能器配合使用的

钠热管吸热器，经历了两代的演进。第一代样机，在钠蒸汽温度为

700t 时，工作 60 个循环，

累计

190 小时，当蒸汽温度达 780

℃时，热管传输的最大热功率为 33 千瓦。经改进后的第

二代样机，吸收表面的最高温度达

900C，在西班牙的 PSA 现场试验，已运行了 730 小时.

在斯特林发动机系统中，钠蒸汽携带的热量必须传给高压的氦气，在碱金属热电转换器的
场合，囚为钠蒸汽兼作热电转换的工质，钠热管吸热器的设计可以简化，国内工业用高钠
热管的研制已有较多的成果积累，可作为借鉴。

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4．贮能装置
可以根据技术经济评价，把热贮能和电力贮能结合起来考虑。因为点聚焦直接发电是单元型
的发电系统，因此热贮能可以是分单元配置也可以集中配置。
特别要提到，像钠硫电池和超级电容器这类新型电力贮能器件在太阳能发电系统中的应用
正受到极大的关注，将成为新的发展方向。
另外，还可考虑用燃料油作为夜间或阴雨天无日照时的热源，用燃烧热维持发电系统工作