太阳能热发电技术
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序 努力推广普及太阳能热发电技术

太阳能是取之不尽,用之不竭,没有污染,不会危害环境生态,不需要运输,在全球各处免费使用、安全使用、广泛使用的真正意义上全体人类的共享能源。

人类社会经历了数万年的天然草木时代,数千年的炭木时代,数百年的煤炭时代,不足百年的石油天然气时代,现在即将进入太阳能时代。

太阳能利用历史久远,既有闻名遐迩的设想,又有引人注目的记载,但是被众多因素制约。直到20世纪中期,太阳能的开发应用才开始奠定于坚实科学基础之上。现在,太阳能时代已初显端倪,太阳能科学的开发与应用,是21世纪左右世界经济、社会和科技发展的重大因素。

太阳能的开发应用代表着人类一种全新生活方式和生产方式。

事实上,新能源产业正孕育着新的经济增长点,也是新一轮国际竞争的战略制高点,各发达国家都已将新能源产业提高到战略产业地位。与新形态的生态文明相结合,以低碳经济的发展模式,创造生态工业文明,是科学发展与传统发展的角力,也是新型文明和现存体制的碰撞。

太阳能热发电对比其他发电技术有难以替代的优势。

例如在巴塞罗那的“欧洲科学开放论坛”上,众多学者呼吁在非洲沙漠建立一系列大型太阳能发电场,通过太阳能电池发电,或者通过汇聚太阳热加热水蒸气进而驱动涡轮机发电,显然,这些一流专家都认为太阳能热发电和太阳能光伏发电各有所长,应根据实际情况酌情选用。

太阳能热发电作为新能源产业的重要组成部分,随着国家相关政策的陆续出台和不断完善,必将在行将到来的低碳革命中扮演重要角色。

可再生能源技术的发展需要大思维、大视野,跳出单纯行业观点和当前利益的窠臼,从规划、系统、方法、技术与管理、政策、法律等多个层面进行努力。需要运用新思路、新技术、多领域交叉和综合战略,建立完整的无碳、低碳能源—经济体系,借此解决制约我国经济和社会发展的能源和环境问题,使中国能源科学走在世界前列。

太阳能热发电系统是多物理过程、非稳态、强非线性耦合的复杂系统,当前制约太阳能热发电的主要障碍是聚光成本高,在不稳定太阳辐照下系统的光学效率和热功转换效率低。注重提高系统效率可靠性和环境适应性是规模化太阳能热发电的基本要求。构建以聚集太阳辐射从光到热的太阳能热发电热力循环理论,认识光、热、功三者耦合规律及热发电系统稳态和动态特性,研究不同传热和储热对系统热力循环特性的影响,可以为太阳能热发电系统的一体化多层次集成建模提供理论基础,可以为提高太阳能热发电的效率提供思路。

从战略和全球角度来看,加速发展太阳能发电,事关中国和世界能源安全、能源与环境和谐发展等重大课题;有助于缓解中国面临的能源、环境压力,有助于提升中国的国际地位和影响力。

张耀明、邹宁宇编著的《太阳能热发电技术》一书,比较全面、系统地介绍了各种类型的太阳能热发电技术的原理、现状及发展趋势,值得关心太阳能科学、关心生态环保的广大读者参考。

张耀明院士的团队,是国内开展太阳能热发电技术研发的先行者之一,他们实现了国内首座70千瓦塔式太阳能热发电工程的成功发电,这一成功被推选进入2005年我国太阳能行业的十大成果;在槽式太阳能热发电技术中取得了很大进展,他又多方奔走,呼吁重视太阳能热发电技术,建立发电能力能与水利三峡媲美,甚至更胜一筹的阳光三峡,结合沙漠改造,西部开发,在中国西部建立大型太阳能热电站。

本书由张耀明执笔,基于中国科学院院士何祚庥、葛昌纯、蒋民华、干福熹,中国工程院院士徐德龙等21名两院院士的提议,旨在加强太阳能热发电技术的研发力度。相信本书有助于读者加深对有关知识的了解。

目前,世界范围内太阳能热发电技术正在高速发展,我国有关技术正面临重大突破。希望在不久的将来,一批世界一流的大型太阳能热发电工程就在我国西部沙漠、高原出现,为富裕、文明、绿色的中国提供源源不断的电力。

中国工程院院士

2015年4月29日