1.1 研究背景及意义

当下能源短缺和环境污染等问题已严重影响人们的生活并制约社会的发展，开发环保清洁，成本低廉和适应广泛的可再生能源来替代传统的能源，实现能源的多样化和可持续发展亟待解决。常用的新能源主要包括太阳能、地热能、海洋能、风能、生物能等。其中太阳能因具有洁净安全，储量丰富，获取周期短，再生速度快，地域限制小等绿色能源的优点，在近几十年得到了迅速发展。图1.1给出了《2015年全球可再生能源全球现状报告》从2004年到2014年全球太阳能发电量增长情况，其中2014年达到177千兆瓦。

图1.1 2004#8212;2014全球太阳能发电量

图1.2 2014年发展中国家和发达国家对可再生能源技术的新增投资额

从图1.2可以看出，2014年发展中国家和发达国家在可再生能源技术的新增投资额上，太阳能技术方面新增投资额最多，较2013年增涨25%，达到1500亿美元。因此，采用太阳能进行大规模集中式发电，不仅对我国电力的可持续发展和改变以煤为主的发电结构将发挥重大作用，也是电力工业实现可持续发展的重要能源基础。然而，太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化的特点也给太阳热能的收集和利用提出了很高的要求。经过一些发达国家的持续研究，目前已经开发出多种形式的太阳热能发电系统，单机容量从千瓦级发展到兆瓦级。按集热器类型的不同，聚光式太阳热能发电系统（STPGS，Solar Thermal Power Generation System)可分为槽式系统、塔式系统和碟式系统^[1]三大类。

槽式太阳能热发电技术是最早实现商业化运营的太阳能热发电技术，相对于另外两种发电系统，它具有技术成熟、发电成本低和容易与石化燃料形成混合发电的优点，可实现大规模的并网发电。世界上许多国家对槽式太阳能热发电技术的研发投入也远远超过其他两种聚焦式太阳能热发电技术。但是槽式系统散热面积大，输热管道比较复杂，因而热损失较大，系统效率较低，因此某种程度上限制了槽式太阳能热发电技术的发展。本课题将以槽式太阳能热发电系统作为对象展开研究工作。

1.2 槽式太阳能热发电技术研究现状