概述
塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能。
技术原理
塔式太阳能系统原理是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到1个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动发电机发电，从而将太阳能转换为电能。塔式太阳能系统分为聚光、集热、蓄热、辅助能源和发电5个子系统，能量传递的过程中存在太阳能一热能_机械能_+电能的转换。塔式系统具有规模大、热传递路程短、热损耗少、聚光比大等特点，能量集中过程中靠定日镜反射太阳光线一次完成，且受热器散热面积相对较小，光热转换效率较高。综合治理环境污染的代价，与常规化石能源发电相比，太阳能发电前景更加广阔。美国能源部研究表明，在大规模发电方面，塔式太阳能热发电将是所有太阳能发电技术中成本最低的一种方式。
1.定日镜装置：将太阳或其他天体的光线反射到固定方向的光学装置，又称定星镜。作用与定天镜类似，但采用一块平面镜置于赤道式装置中，可作赤纬方向的移动。当镜面以周日运动的速度作跟踪运动时，太阳光或星光被反射到极轴方向，然后直接或经辅助平面镜反射入固定的望远镜。
1．1定日镜技术及存在问题
太阳光线能流密度低、辐射具有间歇性，需采用跟踪、聚焦方式实现对太阳的实时跟踪，使太阳能聚集并在集热器上形成聚焦光斑，继而产生热能。塔式太阳能发电技术中，定日镜的功能在于跟踪太阳，反射聚焦太阳光到集热器，是能量传递的关键部件，系统效率是定日镜效率、动力系统效率和发电效率的乘积，定日镜效率取决于对太阳的跟踪精度，聚光跟踪精度上升，则成像光斑面积就会减小，光线能流密度上升，在达到期望温度的同时还可减少热损失‘14-17]。聚光子系统由定日镜群和跟踪装置组成，定日镜是由反射镜、支撑结构及传动机构组成的二维运动聚光装置，分别对应太阳的方位角和高度角。定El镜运行及能量反射需可靠、稳定和高效才能保证整个发电系统安全运作，选材轻、机械强度高才能克服因太阳运动而产生的误差；根据反射率的要求，镜面需具有一定弧度，目前有张力金属膜反射镜和玻璃反射镜两种镜面。国外定日镜反射面多为微弧面热弯成型玻璃银镜，结构简单、抗倾覆性好，缺点是单立柱支撑使跟踪误差较大；随时间推移，镜架机械变形影响聚光效果【18。201。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研发出一种极轴式跟踪轮胎面定日镜，具有高聚光比、全天跟踪光斑变化小等优点；张耀明院士及其团队自行开发的“玻璃一金属框架”结构的定日镜，创造性解决定日镜技术方案不尽合理的难题；中科院电工所研制出有13个连接点、4 mm厚的微弧球面反射镜，提高了定日镜的性价比；韩国三星公司在钢化玻璃反射镜制造方面具有世界领先技术优势，钢化玻璃反射镜的平均反射率大于93％[2l】。
2.承压式空气接受器
2.1管式接受器：管式接受器可以作为多级串联接受器的第一级使用。制造成本比较低廉。
2.2碳化硅高压接受器：碳化硅高压接受器 这是一种由短纤维强化碳化硅陶瓷制成的盆形双层压力容器。具有良好的可成形性和热传导性可直接吸收聚集的太阳辐射。
2.3容量分析式高压接受器：容量分析式高压接受器。 容量分析式高压接受器可以在较低的压力损失下获得较高的出口温度。吸收器装在一个压力容器里， 压力容器上有透明石英玻璃窗 窗前装有二次聚焦器 ，聚焦器的六角形射入孔在塔式太阳能热发电站反射镜的聚焦区内。
3.燃气轮机发电机组
4.水冷却系统
国内发展和应用现状
随着太阳能利用技术的迅速发展，从２０世纪 ７０年代中期开始，我国一些高等院校和科研院所，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础试验研究，并在天津建造了一套功率为ｌｋＷ的塔式太阳能热发电模拟装置。我国太阳能热发电技术起步较晚，为缓解能源问题和环境压力，中国科学院、上海交通大学和中国科学技术大学等多家科研机构加强了这方面的技术研究一。0I。20世纪70年代中期，天津建造了一套功率1 kW的塔式太阳能热发电模拟装置；2005年南京建成额定功率为70 kW国内第一座塔式太阳能电站，标志着我国在塔式太阳能领域已取得初步成果uu；2008年开始筹划在在北京延庆建设功率为1 MW塔式太阳能电站，2009年8月已开始部分项目的竞标，将陆续进入施工阶段。
国外发展和应用现状
塔式太阳能研究始于20世纪70年代，1981年法国、德国和意大利建造了额定功率为lMW的第一座塔式太阳能电站。随后美国、德国、瑞士及El本等9个国家均相继建造了塔式电站，至今已建成此类电站14座，其中最为著名的是美国Solar One、Solar Two。现有塔式太阳能定日镜控制系统中，国外定日镜的典型控制是利用开环原理，需要利用精度和成本极高的位置传感器和驱动机构来实现这个功能，我国在南京的首座塔式太阳能电站中采用开环方式使定日镜处于初始的准确位置，当系统启动后应用闭环控制，首次在实践中实现了定日镜跟踪偏差的逐步校正。
供应商信息
美国约克公司
Tessera太阳能公司
北京星烨通宇新能源技术发展有限公司
美国斯特林公司
美国SES公司
经典案例
美国的Solar One电站
参考文献
[1]王克红，赵黛青，林琳.槽式和塔式太阳能热发电的热效率及其环境分析和比较[A]. 2006年节能与可再生能源发电技术研讨会论文集［C］.山东威海：中国电机工程学会，2006.230—237.
[2]王亦楠.对我国发展太阳能热发电的一点看法[J].中国能源，2006，（8）：5—10.
[3]王孝红，刘化果.塔式太阳能定日镜控制系统综述[J]. 济南大学学报（自然科学版），2010，24（3）：302—310.
