CN103003550B - 一种用于操作太阳热能发电系统的系统、方法和装置 - Google Patents

一种用于操作太阳热能发电系统的系统、方法和装置 Download PDF

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Abstract

在太阳热能发电系统的启动时间段中，一非太阳热能的蒸汽源在光照足够充足之前对下游的集光器，如过热集光器，进行加热。光照一旦足够使用便会对上游集光器，如蒸发器，进行加热。上游集光器可以被设置在包含有蒸汽分离包的再循环回路中，蒸汽分离包在光照加热上游集光器的初始阶段可能通过隔离的方式被绕开。一旦达到了充足的温度和压力，来自上游集光器的蒸汽通过使用蒸汽分离包代替非太阳热能蒸汽源的方法被传送给下游集光器。使用来自上游集光器的蒸汽对下游集光器进行加热的过程持续至阈值温度和压力被达到的时刻。光照之后被引导至上游和下游激光器的两者之上来通过涡轮发电。

Description

一种用于操作太阳热能发电系统的系统、方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请主张于2010年5月3日提交的美国临时专利申请No.61/330，500的权益，该专利申请在此全部引用作为参考。
技术领域
本发明涉及一种将太阳辐射转换成可使用能源，如热能和/或电能的过程，更具体来说，涉及到影响太阳能蒸汽系统的启动阶段的系统、方法和设备。
背景技术
在太阳光照不足的阶段，如晚间或多云的时期，太阳热能发电系统的一个或多个太阳集光器从正常工作状态冷却至次优状态。所谓正常工作状态是指工作温度和压力，而所谓次优状态是指环境温度和/或压力。当具有足够的太阳光照的时候，系统返回工作状态来发电。此时系统需要经历一个只有极少或没有电力产生的启动阶段才能从次优状态进入操作状态。
发明内容
在太阳热能发电系统的启动阶段中，当太阳光照足够使用之前，可使用非太阳能蒸汽源对一个或多个下游的集光器进行加热，如过热集光器和/或再加热集光器。一旦太阳光照足够使用，其可以用来加热一个或多个上游集光器，如蒸发器。一旦达到了足够的温度和压力，来自上游集光器的蒸汽可以替代非太阳能蒸汽源来对一个或多个下游集光器继续进行加热，直至达到温度和压力的阈值。光照可以进而被引导至上游和下游集光器上来产生蒸汽并用于涡轮发电，所述蒸汽举例来说可以是过热蒸汽。
在实施例中，一种操作太阳热能发电系统的方法，可包含：在第一时间阶段中，使用来自一辅助蒸汽源的蒸汽来加热至少一第一太阳集光器的部分的步骤；在第二时间阶段中，使用入射在第二太阳集光器上的光照来加热至少所述第二太阳集光器的部分的步骤；和在第一时间阶段之后，继续使用入射在所述第二太阳集光器上的光照来加热至少所述第二太阳集光器的部分并且同时将来自第二太阳集光器出口的蒸汽传送至第一太阳集光器的入口处的步骤。
在实施例中，一种操作太阳热能发电系统的方法，其包含：使用来自一辅助非太阳热能蒸汽源的蒸汽对第一太阳集光器进行预加热的步骤；使用照射在一第二太阳集光器上的太阳光照对其进行加热的步骤。一旦所述第一和第二太阳集光器达到了其分别对应的第一预加热状态，将来自第二太阳集光器的蒸汽传送至第一太阳集光器上并且同时继续使用照射在所述第二太阳集光器上的太阳光照对其进行加热的步骤。
在实施例中，一种太阳热能发电系统，其包含一蒸发太阳集光器、一过热太阳集光器、一蒸汽分离包、一旁通管线和一辅助蒸汽补给。所述蒸发太阳集光器使用照射在该蒸发太阳集光器上的太阳光照来生成蒸汽。所述过热太阳集光器使用照射在该过热太阳集光器上的太阳光照对生成的蒸汽进行过热处理。所述蒸汽分离包从液体水中分离出生成的蒸汽，蒸汽分离包的蒸汽出口可选择性地与过热太阳集光器的入口管线相连接，而蒸汽分离包的入口连接至蒸发太阳集光器的出口管线上，蒸汽分离包的水出口连接至再循环流通路径上，所述再循环流通路径与蒸发太阳集光器的输入管线相连接。所述旁通管线可选择地将蒸发太阳集光器的输出管线和再循环流通路径连接起来进而避开蒸汽分离包。所述辅助蒸汽补给生产来自于一非太阳能源的用于对过热太阳集光器进行预加热的蒸汽。过热太阳集光器的输入管线可选择地与辅助蒸汽补给相连。
在实施例中，一种太阳热能发电系统包含第一太阳集光器、第二太阳集光器、多个定日镜和预加热器。第一太阳集光器使用照射在其上的太阳光照来加热其内部的液体。第二太阳集光器使用照射在其上的太阳光照来加热其内部的液体。定日镜将太阳光照反射至所述第一和第二太阳集光器上。预加热器在第一太阳集光器接收到被定日镜反射来的太阳光照之前对第一太阳集光器进行加热。
在实施例中，一种操作太阳热能发电系统的方法，包含将一辅助热水器加热的液体通过一辅助液体回路进行循环的步骤，其中所述辅助液体回路包含一个或多个过热集光器电池板来升高辅助液体回路中的温度。该方法还进一步包含将液体在一个或多个生成蒸汽的集光器电池板内进行循环来升高集光器电池板内的温度的步骤，所述集光器电池板被暴露在太阳辐射中；和将来自一个或多个生成蒸汽的集光器电池板的蒸汽供给一蒸汽分离包和一个或多个过热集光器电池板对所述蒸汽分离包和一个或多个过热集光器电池板进行加热，并使所述蒸汽分离包和过热集光器电池的温度达到足以发电的可操作温度的步骤。所述供给蒸汽的步骤包含：连接蒸汽分离包至一个或多个生成蒸汽的集光器电池板上的步骤；和通过打开汽包隔离阀而将所述汽包连接至一个或多个过热电池板的步骤，所述汽包隔离阀位于汽包和一个或多个过热电池板之间；和通过关闭辅助热水器上的旁通阀将辅助热水器从一个或多个过热电池板上断开连接的步骤，所述旁通阀位于一个或多个过热电池板与辅助热水器之间。
在实施例中，一种操作太阳热能系统进行发电的方法，其包括使用可编程控制系统生成一第一启动信号的步骤，所述控制系统被设置来生成太阳热能系统使用的时序信号进而在太阳热能系统的每日操作中控制操作流程，所述第一启动信号对太阳热能系统的第一启动阶段的操作发出指令，所述第一启动信号和一第一等级照射同时产生。作为对第一启动信号的应答，控制太阳热能系统使用一非太阳能蒸汽源来加热一第一太阳集光器装置，所述第一太阳集光器装置连接并接收来自于一上游第二太阳集光器部件的传热流体。可编程控制系统可用来生成第二启动信号，所述第二启动信号对太阳热能系统的第二启动阶段的操作发出指令，所述第二启动信号和一强度高于第一等级照射的第二等级照射同时产生。作为对第二启动信号的应答，使用光照加热第二太阳集光器装置，所述第二太阳集光器装置包含有一再循环回路，所述再循环回路包含一根据第二启动信号的指示可以被绕开的液体分离包。可编程控制系统检测到第二太阳集光器装置中的第一温度和压力阈值，并且生成一第三启动信号，所述第三启动信号根据检测到的第一温度和压力阈值而相应的对太阳热能系统的第三启动阶段的操作发出指令。作为对第三启动信号的应答，继续使用光照加热第二太阳集光器装置同时将来自第二太阳集光器装置的液体通过液体分离包传送给第一太阳集光器装置。可编程控制系统检测到第一太阳集光器装置中的第二温度和压力阈值，并且生成一第四启动信号，所述第四启动信号根据检测到的第二温度和压力阈值而相应的对太阳热能系统的第四启动阶段的操作发出指令。作为对第四启动信号的应答，使用光照加热第一太阳集光器装置，并继续使用光照加热第二太阳集光器装置，继续将来自第二太阳集光器装置的液体通过液体分离包传送给第一太阳集光器装置。
本发明的实施例的目的和有益效果在下文的详细叙述和附图的参考下将变得显而易见。
附图说明
下面结合附图对实施例进行描述，所述实施例的全部细节并未显示在附图中。部分技术特征由于仅对隐藏的技术特征的展示和描述有帮助，因此未在图中进行显示。在图中，数字标号代表组件。
图1为本发明的一个或多个实施例中所述的太阳热能发电系统的主视图，其包含位于太阳塔上的具有一定海拔高度的集光器；
图2为本发明的一个或多个实施例中所述的太阳热能发电系统的主视图，其具有位于太阳塔上的具有一定海拔高度的反射器；
图3A为显示本发明的一个或多个实施例中所述的包含有涡轮的关于第一和第二太阳集光器的设置情况的原理图；
图3B为显示本发明的一个或多个实施例中所述的包含有涡轮和再加热循环装置的关于第一和第二太阳集光器的设置情况的原理图；
图4为显示本发明的集光器中的管路和电池板的设置情况的原理图；
图5为显示本发明的一个或多个实施例中所述的关于第一和第二太阳集光器的设置情况的主视图，其中第一和第二太阳集光器被设置在同一太阳塔的不同高度上；
图6为显示本发明的一个或多个实施例中所述的关于第一和第二太阳集光器的设置情况的俯视图，其中第一和第二太阳集光器被设置在同一太阳塔的不同地点上；
图7A为本发明的一个或多个实施例中所述的控制太阳热能发电系统的方法流程图；
图7B为显示本发明的一个或多个实施例中的在启动阶段中第一和第二集光器的集光器状态和加热源的时间图；
图7C为显示本发明的一个或多个实施例中的在启动阶段中第一和第二集光器的集光器状态、加热源以及旁通管线的状态的时间图；
图8为显示本发明的一个或多个实施例中所述的关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图9为显示本发明的一个或多个实施例中所述的在启动阶段的第一阶段中关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图10为显示本发明的一个或多个实施例中所述的在启动阶段的第二阶段中关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图11为显示本发明的一个或多个实施例中所述的在启动阶段的第三阶段中关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图12为显示本发明的一个或多个实施例中所述的在启动阶段的第四阶段中关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图13为显示本发明的一个或多个实施例中所述的在启动阶段之后关于第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图14为显示本发明的一个或多个实施例中所述的启动阶段中在带有与冷凝器连接的旁通管线的系统中的第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图；
图15为显示本发明的一个或多个实施例中所述的启动阶段中在带有与再加热器连接的旁通管线的系统中的第一、第二太阳集光器和蒸汽分离包的设置情况的原理图。
具体实施方式
入射的太阳辐射可以用在如塔式太阳热能发电系统的太阳热能发电系统中来生成蒸汽和/或用来加热熔融盐，而所述蒸汽和/或熔融盐可以通过，如蒸汽涡轮，继而被用来发电。参考图1，塔式太阳热能发电系统包含一接收反射和聚焦后的太阳光106的太阳塔112，所述太阳光106来自于定日镜110组成的太阳能场108。出于示意的目的，在图1中仅仅显示了两个定日镜110，但是在实际中，在太阳能场108中设置有大量的定日镜。举例来说，在太阳能场108中，每个太阳塔112都对应有成千个或成万个的定日镜110。在所述太阳塔上或塔内设置有太阳能接收系统114，其包含一个或多个独立的太阳集光器。所述太阳集光器被设置为使用定日镜110所收集的光照来加热水、和/或蒸汽、和/或超临界蒸汽、和/或其他种类的传热流体。举例来说，太阳塔112可以为25米至75米高，或者更高。
定日镜110对准太阳能接收系统114，举例来说，可对准系统114的一个或多个集光器的太阳能接收表面。线106代表被定日镜110反射至太阳能接收系统114上的太阳光束的光路。定日镜110可以调整朝向并追随太阳在天空中的移动轨迹，由此保持在与太阳能接收系统相关联的一个或多个聚焦点上具有被反射的太阳光照。
太阳能接收系统114可以设置在太阳塔的顶端或顶端附近，如图1和图5所示。可选的，在太阳塔120的顶端或顶端附近可以设置一第二反射器118，如图2所示。第二反射器118可以接收来自定日镜场108的被反射的太阳光照106，并且将太阳光照（举例来说，可以是被反射光线122）重新引导至太阳能接收系统114上。该太阳能接收系统114可以设置在定日镜场108内、定日镜场108外、接近或位于水平线上、位于另一个太阳塔（图中未显示）的顶端或顶端附近、在反射器118（未显示）的上方或下方、或其他任何地方。
本发明中还可以包含一个以上的太阳塔，每个太阳塔上都设置有单独对应的太阳能接收系统，举例来说，一个太阳能蒸汽系统。不同的太阳能接收系统具有不同的功能。比如说一个太阳能接收系统可能使用被反射的太阳辐射来加热水产生水蒸汽；而另一个太阳能接收系统可能使用被反射的太阳辐射来对蒸汽进行过热处理。多个太阳塔可能共享一个通用的定日镜场或分别具有单独的定日镜场。有些定日镜被设置和摆放的方式使得他们可以任意地将太阳光照照射至不同太阳塔上的多个太阳能接收系统。另外，定日镜可以被设置为在比如说排放状态下可以将太阳光照从任何一个太阳塔上转开的形式。在名为“分散设置的具有不同功能的太阳塔”（DistributedPowerTowerswithDifferentiatedFunctionalities）的美国专利申请公开No.2010-0191378中所描述的任意一种多太阳塔结构都可以被用在本系统中。
如上文所说，在一个太阳塔中可以设置有多于一个的太阳集光器。所述多个太阳集光器组合后可以形成太阳能接收系统114的一个组成部分。不同的太阳集光器可以具有不同的功能。举例来说，太阳集光器中的一个可能使用被反射的太阳辐射来加热水产生水蒸汽；而太阳集光器中的另一个可能使用被反射的太阳辐射来对蒸汽进行过热处理。多个太阳集光器可以被设置在一起（即在一个太阳塔的同一海拔高度上），也可以被设置为一个在另一个之上（即在太阳塔不同的海拔高度上），还可以被设置在太阳塔的不同表面上（即每一个集光器都面向一个特定的方向），或被设置在不同的太阳塔上，或设置在一个单独接收组件的不同独立部件上。在场108中的部分定日镜被设置和摆放的方式使得他们可以任意地将太阳光照照射至多个不同的太阳能接收系统上。
举例来说，在图5中，一个单独的太阳塔112中设置有两个太阳集光器302，304。太阳能接收系统114包含一第一太阳集光器304（如一个下游太阳集光器）和一个第二太阳集光器（如上游太阳集光器）。在任何给定的时间内，定日镜110可以对准上述太阳集光镜之一，或对准两者或不对准两者中任意一个。在某些使用的情况下，定日镜110的瞄准点可以被调整，进而将照射在太阳塔112上的被反射的光束的中心从一个太阳集光器（如302）转移至另一个太阳集光器（如304）上。虽然图5中只显示了两个太阳集光器和一个太阳塔，但太阳塔和太阳集光器的数量可以是任意的。另外，虽然第二太阳集光器302在图中显示为位于第一太阳集光器304之上，这种设置仅仅是一个示例。可以预见的是第一集光器304也可以设置在第二集光器302之上。
在另一个实施例中，如图6所示，第一太阳集光器304被安装在太阳塔112的北面以接收来自定日镜场北部108N处的定日镜反射的太阳光照；而第二太阳集光器302被安装在太阳塔112的西面以接收来自定日镜场西部108W处的定日镜反射的太阳光照。根据一个或多个可预见的实施例，其他设置方式也是可能的。
图3A显示了太阳热能发电系统300在使用涡轮306进行发电时的简要设置情况。此种设置可以在太阳热能发电系统300正常工作时使用，举例来说，在太阳照射相对充足的傍午和下午时间使用。
太阳热能发电系统300包含一对太阳集光器或太阳能接收部件。尤其是一个第二太阳集光器302（即上游太阳集光器）可以与一个第一太阳集光器304（即下游太阳集光器）在至少发电阶段进行液体窜槽。如上文讨论所说，第一和第二太阳集光器可以是同一太阳能接收系统114的一部分，举例来说，其既可以设置在同一个太阳塔上也可以设置在不同的太阳塔上。太阳光照106a，106b入射至太阳集光器302，304上并对流过其中的液体进行加热。第一太阳集光器304可以被设定至相对于第二太阳集光器302较高的温度和/或压力值上。举例来说，第一太阳集光器304可以被设置为处理温度高于第二太阳集光器302大约50℃至200℃的液体。
在太阳能蒸汽系统中，第二太阳集光器302为蒸发器，其使用太阳光照106a来加热流过第二太阳集光器302的水使其成为饱和蒸汽，举例来说，第二太阳集光器的出口处温度可以约为250℃，压力约为40巴（bar）。水可以从冷凝器308或其他给水源通过一个或多个水泵310和其他相关的流控制机制被抽取至第二太阳集光器302中。所述饱和蒸汽可以提供给第一太阳集光器304，所述第一太阳集光器304可以是过热器。第一太阳集光器304可以使用太阳光照106b来对流过第一太阳集光器304的饱和蒸汽进行过热处理，使之成为过热蒸汽，举例来说，第一太阳集光器的出口处的温度可以为450-600℃，压力约为40巴（bar）。过热蒸汽可以提供给涡轮306用于发电。涡轮306的输出管线可以与冷凝器308相连通进而生产用于第二太阳集光器302的水。
可选的是，涡轮还包含一个再加热循环装置306b，如图3B所显示的系统300'。过热器304输出的过热蒸汽被导入涡轮的第一循环装置306a。涡轮306a的出口可以连通至一个再加热太阳集光器312（如另一个下游集光器）。再加热器312可以为第一和第二太阳集光器所属的同一太阳接收系统114的一部分，也可以为一单独太阳能接收系统的一部分。再加热器312使用太阳光照106c来对蒸汽进行再加热并输入至涡轮的再加热循环装置306b的输入端。涡轮306b的输出管线可以被导回至冷凝器308中来生产第二太阳集光器302所用的水。
显而易见的是并不是所有的太阳热能发电系统的部件都在图中有所显示。为了使得关于本发明所公开的主题事物的各种特征的讨论更加清晰性明了，附图已经被简化而很多部件被省略。需要被意识到的是在系统的实际使用中，很多额外的部件都可以被添加进来。举例来说，虽然图3A-3B中，第二太阳集光器302被显示为直接连接至第一太阳集光器304上，需要意识到在第二太阳集光器302和第一太阳集光器304之间的流通通路上可以设置很多其他组件，举例来说但并不限制于此，一个或多个阀门、开关、探测器、流控制装置、和/或流体处理组件。另外虽然第一和第二太阳集光器分别被指定为蒸发器和过热器，集光器的功能并不仅限于所述的这两种装置。根据一个或多个可以预见的实施例来说，其他的功能也是可以实现的。举例来说，第一集光器304可以用来加热超临界蒸汽。在另一个示例中，第一集光器304可以是一个再加热器，就如在再加热器312一样。
图4显示了集光器400的一个示例结构，举例来说，其可以为集光器302，304或312中的任意一个。太阳集光器400可以包含一个或多个连续设置的太阳能电池板402，使得液体从图的左侧至右侧依次流过集光器400的每一个电池板402。每块电池板402分别包含用于排除其上形成的蒸汽和/或水的排水沟406。每个电池板402上可以包含多个设置其内的平行管路404。太阳光照入射至电池板402上对流过管路404的液体进行加热，使得液体从管路入口处流至出口处的过程中温度有所增加。每个管路还包含单独的排水沟或与每个电池板402上分别设置的通用排水沟406相连通的连接点，进而排出其上的蒸汽和/或水。每个电池板402上可以包含10到200根管路，每个管路的直径约为2cm至10cm。电池板402和集光器400可以被设定至特定的温度和/或压力，举例来说，设定值取决于电池板和/或管路404所用的材料、管路404的厚度、每个管路404所允许流过的液体量（例如在管道纵轴的垂直方向上的液体量）、和/或其他对于太阳集光器400的温度/压力设定有影响的物理参数。
在一个或多个实施例中，为了让涡轮306能够生成电力，太阳热能发电系统中普遍要满足以下条件中的一个或多个：(1)对于第一太阳集光器304有充足的蒸汽补给，并且该蒸汽具有第一太阳集光器304所需的温度和压力；(2)在蒸汽分离包（如汽包802）中有足够量的蒸汽并且所述蒸汽具有足够的温度/压力来供给第一太阳集光器304；(3)第一太阳集光器304中的温度和/或第一太阳集光器304输出管线中的温度至少在300℃-600℃之间。
第二太阳集光器302内的流体回路（如管路404）和/或第一太阳集光器304内的流体回路（如管路404）可能实质上是隔热的。在太阳光照极低或为零的情况下（如夜晚或多云时），第一和第二太阳集光器可能会冷却，使得在每个集光器内的液体的温度和气压都有所降低并低于正常的工作温度和气压。举例来说，在过热集光器中的液体可能被冷却至具有环境温度和真空气压，而蒸发集光器中的液体可能被冷却至具有环境温度以及与蒸汽分离包等同的气压。为抵消冷却的效果，集光器的液体和/或材料在回复至发电的状态之前可以先在启动阶段中被加热。该方法可以每日重复，例如每天早晨用于处理夜间发生的冷却。
所述的启动技术包含在生成蒸汽的准备阶段加热系统中的一个或多个太阳集光器来，比如说，驱动蒸汽涡轮产生电力的步骤。通常第一太阳集光器304，可以在启动阶段被逐渐加热，所述加热可以在太阳光照足够使用前便开始，而所述第一太阳集光器304可以为，举例来说，一个过热集光器。第一太阳集光器304从被冷却的温度，如环境温度，被加热至一个阈值温度，所述阈值温度为蒸汽饱和温度。举例来说，阈值温度可以在150℃-600℃的范围之内。加热的速度可以基本稳定，举例来说，以2℃/分钟至15℃/分钟的加热速度持续5-20分钟的时间。
参照图7A可知，在步骤702时，启动的第一阶段包含使用一辅助源对第一太阳集光器304进行加热的步骤。辅助源可以提供如流过第一太阳集光器304并对其进行加热的饱和蒸汽。对第一太阳集光器304的加热可以在太阳光照足够使用之前便开始，比如太阳升起之前的一段时间内。所述加热可以在太阳升起前几个小时至几分钟内的任意时间点上进行，具体取决于一个或多个工作参数和设备的状态。举例来说，第二太阳集光器304的加热可以在太阳升起前15分钟进行。
辅助源可以使用非太阳热能源来直接产生蒸汽和/或加热第一太阳集光器。举例来说，辅助源可以使用以下过程中的任意一种来生成对第一太阳集光器304进行加热的蒸汽：使用矿物燃料的加热过程、使用核反应的加热过程、电加热过程、基于沼气的加热过程、基于生物质燃料的加热过程、基于地热的加热过程、化学加热过程、存储的热能源、以及来自于其他单独过程如燃气轮机中的废热。
在步骤704中，需要判定太阳光照是否足够使用和/或自从使用了辅助蒸汽对第一太阳集光器304加热是否已经过去了充足的时间。如果答案为否，则第一太阳集光器304继续被辅助蒸汽加热。如果答案为是，则跳转至步骤706。在步骤706中，在步骤702发生一段时间后（如步骤702发生后1到20分钟），太阳光照可以被用于加热第二太阳集光器302中的液体。第二太阳集光器302可以被设置在任意气压下（如1巴或更高）都可以使用光照加热其内部的水。
虽然步骤702在步骤706之前开始，但至少在启动阶段的一段时间内，辅助源对第一太阳集光器304的加热继续进行并与太阳光照对第二太阳集光器302的加热同时进行，如图7B所显示的时间图所示。因此，辅助蒸汽源对第一太阳集光器304进行加热的第一阶段（即图7B至7C中显示的第一阶段722）是早于太阳光照对第二太阳集光器302的第二阶段（即图7B至7C中显示的第二阶段724）开始，并且与之部分重合的。
在步骤708中，需要确定第一和第二太阳集光器是否达到一个特定的第一状态，即第一温度和压力。所述第一状态可以是第二太阳集光器302出口处的液体和第一太阳集光器304入口处的液体具有基本相同的温度和压力的状态。所述的相同温度和压力可以为特定气压下的饱和蒸汽温度。举例来说，如下文中的表1所示，第一状态压力和温度可以分别为150℃和5巴。可选地，第一状态可以是第二太阳集光器304出口处的液体和蒸汽分离包802出口处的液体具有基本相同的温度和压力的状态。在第二太阳集光器302出口处的温度和第一太阳集光器304入口处的温度差可以在一个特定的容许范围内，比如50℃，而并不完全相同。
如果在步骤708中，判定第一状态还没有达到，则继续使用太阳光照对第二集光器302进行加热并使用辅助源对第一集光器进行加热。相反的，如果第一状态已经达到，则进行步骤710，即停止使用辅助源对第一集光器进行加热。进而进行步骤712，来自第二太阳集光器302的蒸汽被提供给第一太阳集光器304，同时太阳光照继续被引导照射至第二太阳集光器302上。举例来说，一旦达到了第一状态，来自第二太阳集光器302的蒸汽可以通过管路，在图8-13所示系统中则通过蒸汽分离包802，传递给第一太阳集光器304。在这一时间段，第一太阳集光器304仅仅被来自第二太阳集光器302的蒸汽所加热。在这段时间中，第一和第二太阳集光器的温度和压力可以保持为蒸汽饱和温度和压力，并低于正常使用时的系统温度和压力。
在步骤714中，需要判定第一和第二太阳集光器是否达到了特定的第二状态，即第二温度和压力。该第二状态可以是第二太阳集光器302的出口处的液体达到正常工作时的温度和压力的状态。该正常工作时的温度和压力可以是某一提高后的压力下的蒸汽饱和温度。举例来说，如下表1所示，第二状态的温度和压力可以分别是250℃和40巴。该第一太阳集光器304内的温度可能，但并非必须，基本与第二太阳集光器302出口处的温度和压力相同。
如果在步骤714中，判定第二状态并没有达到，使用太阳光照对第二集光器302进行加热和使用来自第二集光器302的蒸汽对第一集光器304进行加热的过程将继续。如果第二状态已达到，则向下进行步骤716，即使用太阳光照对第一和第二太阳集光器两者进行加热。其中，第一太阳集光器304上的太阳光照被用来进一步加热第二太阳集光器302所提供的已经加热过的蒸汽，举例来说，第一太阳集光器304将所述蒸汽加热为过热蒸汽。然而，在这一时间段中的温度和/或压力仍不足以驱动涡轮。
在步骤718中，需要判定第一和第二太阳集光器是否达到了特定的第三状态，即第三温度和压力。所述第三状态是第一太阳集光器304出口处的液体达到了涡轮306可以使用的最低温度和气压的状态。举例来说，如下表1所示，第三状态的温度和压力可以分别是350℃和40巴。暂不考虑步骤718中的判定结果，第一和第二集光器均继续接受太阳光照并且分别使用光照对流过其中的液体进行加热。当第三状态达到时，向下进行步骤720，即来自第一太阳集光器304的蒸汽被提供给涡轮并且系统进入正常工作模式。举例来说，在步骤720中，第二太阳集光器302上的太阳光照继续产生蒸汽，而第一太阳集光器304上的太阳光照继续对来自于第二太阳集光器的蒸汽进行过热处理。来自于第一太阳集光器304的加热后的蒸汽被输送给涡轮并用于发电。
表1：启动阶段过程中/启动阶段后的太阳集光器温度和压力示例
图7B为时间图，其显示启动阶段的不同阶段、在不同阶段中每个集光器不同的热量供给和不同阶段下集光器的状态（即温度和压力）。上文中的图1显示了图7B所列出的不同状态下和正常工作模式下（即FULLR1和FULLR2，其中下标R1代表第一集光器而下标R2代表第二集光器）集光器的值。需要注意的是这些值仅仅是示例，由于不同工作环境和系统设计的存在，决定了在各个不同阶段下集光器的温度和压力可能有极大变化。
现在参照图8，其显示了一处于正常发电模式下的太阳热能发电蒸汽系统800。第二太阳集光器302包含与之相对应的给水循环回路804，举例来说，所述第二太阳集光器302可以为一蒸发器。蒸发器302可以使用太阳光照106a来将泵310所抽取的水转化成蒸汽。来自蒸发器302出口处的蒸汽通过循环回路804被运送到蒸汽分离包802处，在蒸汽分离包802处，饱和蒸汽从水中被分离出来。水通过循环回路804从蒸汽分离包802的水出口处通过泵310被传送至蒸发器302的入口处。给水供给806可以用于补充蒸发器302入口处的水供给。
来自蒸发器302的饱和蒸汽通过蒸汽分离包802的蒸汽出口被传送至第一太阳集光器304的入口处，所述第一太阳集光器304可以是过热集光器。过热集光器304可以使用太阳照射106b来加热蒸汽，所述蒸汽之后被传送给涡轮306来发电。至少部分被排出涡轮306的液体可以被发送给一再加热器（如图15中所示的再加热器968）和/或另一个涡轮（如图15中所示的再加热涡轮循环装置978）。可选地或另外地，至少部分被排出涡轮306的液体可以通过冷凝器（例如图14所示的冷凝器956）抵达给水再循环回路804。
现在参考图9，其显示了图8中所示的太阳热能发电蒸汽系统在第一启动阶段内（即在图7A的步骤702中）的设置情况。辅助蒸汽源900通过蒸汽管线918和开关916与第一太阳集光器304的输入管线920连接。通过使用开关916，第一太阳集光器304不再接收来自第二太阳集光器302和给水循环回路的液体。第一太阳集光器304的输出管线922中的液体可能不足以启动涡轮306，通过使用开关924，输出管线922中的液体不再被导入涡轮306的输入管线928。举例来说，开关924可以将上述液体导入旁通管线926，所述旁通管线926连接至另一系统组件930，如冷凝器、再加热集光器或排水沟。
图10显示了在第二启动阶段（即图7A中的步骤706）中，图8所显示的太阳热能发电蒸汽系统的设置情况。辅助蒸汽源900与第一太阳集光器304的输入管线920保持连通。通过使用开关916，阻止了蒸汽分离包802向第一太阳集光器304运送任何液体。与第二太阳集光器302相对应的给水再循环回路通过旁通管线902和开关904进行了调节。被排出第二太阳集光器302的液体沿旁通管线902流动，而不是通过汽包输入管线912进入蒸汽分离包802。
在起始阶段，再循环回路中的给水的温度可能比正常工作温度要低，举例来说，其可以接近环境温度。给水可以沿再循环回路的旁通管线部件（如管线902，908和910）循环，进而在其通过集光器的过程中在第二太阳集光器302内部被光照106a加热。在一定特定的时间后或在回路中进行几个循环后，给水的温度和压力会增强。
汽包水输出管线906也通过开关904的使用而不再向给水再循环回路的输入管线908内部输送任何液体。来自第二太阳集光器302的出口处的液体被再循环至第二太阳集光器302的输入管线910内而并未通过蒸汽分离包802。光照106a被照射至第二太阳集光器302上，进而对第二太阳集光器302和流过其中的液体进行加热，举例来说，所述照射可以通过太阳能场中的定日镜实现。
蒸汽分离包802可以至少部分是隔热的，这样在光照减少的时间段内其温度和压力不会产生较大的降低，或者至少和第一和第二集光器相比，以一个相对较低的速度下降。在光照减少后的一段时间内，在蒸汽分离包的蒸汽出口处的状态可以为低于正常工作条件时的气压所对应的蒸汽饱和温度，举例来说，可以是5巴气压下的150℃。如上文所说，系统可能从使用辅助源900对第一太阳集光器304加热转换为使用来自于第二太阳集光器302的蒸汽对第一太阳集光器304进行加热的状态（即第三启动阶段），此时第二太阳集光器302的出口处的温度和气压基本与蒸汽分离包802的温度和气压相同。
通过关闭旁通管线902，来自第二太阳集光器302的蒸汽被重新引导至蒸汽分离包802处。上述过程发生在任何排出蒸汽分离包802的蒸汽被允许进入第一太阳集光器304之前。在这段时间内，辅助源可能继续加热第一太阳集光器304。在某个时间点上，蒸汽分离包802的内蒸汽的量和/或能量总量和/或蒸汽分离包802内的蒸汽的热焓会增加，使得蒸汽被提供至第一太阳集光器304。相应的，通过使用开关916，来自汽包802的蒸汽，如饱和蒸汽，可以通过蒸汽分离包的输出管线914被传送至第一太阳集光器的输入管线920中。所述开关916被选择设置为阻塞来自辅助源900的流通路径的状态进而终止辅助源900对第一集光器304的加热。
图11显示了在第三启动阶段（即图7A中的步骤712）中，图8所显示的太阳热能发电蒸汽系统的设置情况。通过使用开关916，辅助蒸汽源900现在与第一太阳集光器304的输入管线920断开连接。开关916进而将蒸汽分离包802的蒸汽输出管线914与输入管线920进行连接。旁通管线902通过开关904的使用也被断开连接，使得再循环回路再次将蒸汽分离包802包含在内。入射在第二太阳集光器302上的光照106a继续对其内部的液体进行加热产生蒸汽。来自于第二太阳集光器302的蒸汽被允许通过蒸汽分离包802进入第一太阳集光器304。在这期间，光照继续仅仅照射在第二太阳集光器302上。
图12显示了在第四启动阶段（即图7A中的步骤716）中，图8所显示的太阳热能发电蒸汽系统的设置情况。与图11相反的是，光照106b除了被照射至第二太阳集光器304上，还同时被照射至第一太阳集光器304上。第二太阳集光器304在第一温度和压力下通过光照106a产生蒸汽，并且第一太阳集光器302使用光照106b进一步对来自第二集光器304的蒸汽进行加热直至高于第一温度的第二温度。在此阶段内，在第一太阳集光器304的输出管线922中的被加热的蒸汽不足以使涡轮306运行。开关924停留在阻止输出管线922的蒸汽进入涡轮306的状态。
图13显示了图8所显示的太阳热能发电蒸汽系统的最终设置情况（即在图7A中的步骤720中）。与图12相反的是，照射于第一太阳集光器304之上的光照106b和照射于第二太阳集光器304之上的光照106a在输出管线922处提供了充足的用于涡轮发电的蒸汽温度和压力。输出管线922进而与涡轮的输入管线连接来发电。
图7C显示了图8所示系统的启动阶段的不同阶段内的时间图。除了在不同阶段中每个集光器的加热供给和不同阶段中的集光器状态（即温度和压力）外，时间图还显示在不同阶段中旁通管线902的状态。开关904，916和912可以被操作来影响图7C中的不同加热过程和流通路径的状态。
开关904，916和924可以是普通流控制模块的组件，其包含一个控制器（未显示）和其他液体控制控件（也未显示）。虽然开关（如904，916和924）在图中进行了显示，显而易见的是其他流控制组件也可以用来提供相似或相同的功能。举例来说，一个或多个阀门可以被设置在不同的液体管线中，打开和/或关闭阀门具有影响不同液体流通路径的转换的效果。因此，在另一设置情况中，在辅助蒸汽管线918中可以设置第一阀门，在蒸汽分离包的输出管线914中可以设置第二阀门进而取代开关916。在启动阶段的第一阶段中，第一阀门被打开，而第二阀门被关闭。稍后，第一阀门被关闭而第二阀门被打开使得来自第二太阳集光器302的蒸汽通过蒸汽分离包802被运送至第一太阳集光器304处。
图14显示了图9所示系统的变形。特别是开关924连接第一太阳集光器304的输出管线至涡轮旁通管线926上。涡轮旁通管线926引导液体通过第一太阳集光器304至冷凝器956的输入管线952中。开关958将冷凝器的出口可选择性地引导至排水沟960处或再循环回路的输入管线908处。虽然在图14所显示的设置情况中，冷凝器956的出口引导至排水沟960处，但开关958可以被设置为在启动阶段或正常工作状态的任意时间点上将冷凝器956的出口引导至输入管线908上。涡轮306的输出管线954也可以通过开关950被连接至冷凝器输入管线952上。
图15显示了图14所示系统的另一个变形。开关924连接第一太阳集光器304的输出管线至一高压旁通管线962上。通过设置开关964，高压旁通管线962可以引导液体通过第一太阳集光器304可选择地进入再加热太阳集光器968或一个低压旁通管线966。低压旁通管线966通过开关980引导液体直接进入冷凝器输入管线952.在某些实践示例中，开关964使辅助蒸汽通过第一太阳集光器304至再加热太阳集光器968进而同时加热第一太阳集光器和再加热太阳集光器968（即图7B-7C所显示的步骤722中）的设置是有益处的，在进行足够的加热后并且具有充足光照的阶段中，通过再加热器968的液体可以被进一步加热并且通过开关970被引导至涡轮的再加热循环装置306中。否则开关970可通过开关980引导液体通过旁通管线974至冷凝器输入管线952中。
需要意识到的是此处公开的步骤都可以整体或部分重复，以形成对太阳热能发电系统的操作方法。需要进一步意识到的是此处公开的一个或多个步骤都可以在单独或分散的处理器上运行。同时，在此处不同附图中所显示的特定处理过程、模块和组件也可以分散设置在多个电脑或系统中，也可以集中设置在一个单独的处理器或系统中。
所述太阳热能发电系统和其对应的操作的多个方面可以使用一般用途电脑、特殊用途电脑、嵌入式或单板电脑、程序化后的微处理器或微控制器和周边驱动电路元件、如ASIC或其他集成电路、数字信号处理器、硬线连接的电子设备或如分立元件电路之类的逻辑电路、程序化后的逻辑电路（如PLD、PLA、FPGA、PAL、和其他类似的电路）。总体来说，可以实现此处所公开的任何功能或步骤的处理过程均可以用于实现所公开的方法、系统和/或设备的实施例。举例来说公开的方法和设备的各个方面可以用于实现可编程的控制系统，该系统生成用于太阳热能发电站的时序信号，进而控制操作流程来生成对启动阶段的操作进行指令的启动信号。
另外所公开的太阳热能发电系统和相应的操作方法可以简单地被整体或部分使用至软件应用中。举例来说，所述软件应用可以是可提供用于多种计算机平台的便携式源代码的对象软件或面向对象的软件开发环境。可选地，所公开的太阳热能生成系统和相应的操作方法可以被整体或部分地使用至硬件应用中。举例来说标准逻辑电路或VLSI设计。
其他硬件或软件也可以用于实现实施例，这主要取决于系统、特定的功能、和/或特定的被使用的软件或硬件系统、微处理器或微电脑对速度和/或效率的需求。公开的太阳热能发电系统和相应的操作方法可以通过普通技术人员已知的或稍后研发的系统、结构、设备和/或软件来在硬件和/软件中实现，所述普通技术人员来自本文所述功能所属的技术领域，并且具有电脑、机械自动化和太阳热发电领域的基本知识。
另外，所公开的太阳热能发电系统和相应的操作方法可以通过在程序化后的一般用途电脑、特殊用途电脑、嵌入式或单板电脑、微处理器或具有类似功能的设备上运行软件来实现。同时，太阳热能发电系统的操作也可以以在个人电脑上的嵌入式程序如或CGI脚本、在服务器或图像处理工作站上的源代码、嵌入在专用处理系统中的输入程序或具有相同功能的类似设备的形式来实现。
虽然系统中的各种不同组件都在图中有所显示并且以单线方式或特定顺序排列，仍可以意识到这既不是必须的也不是为了限定。相反，根据一个或多个可预见的实施例，不同的连接和设置方式都是可以实现的。公开的实施例中的技术特征可以在本发明所公开的保护范围内被组合、重新排序、省略等来产生新的实施例。另外，特定的技术特征有时也可以被优先使用，并且不与其他各种相应技术特征一同出现。
显而易见的是根据本发明的公开，其提供了一种用于操作太阳热能发电系统的系统、方法和装置。各种在本发明公开范围内的替换、改进和变形都是被允许的。所详细显示和描述的特定的实施例都是为了说明本发明的基本原则，只要不偏离上述原则都是可以实现的。相应的，申请人旨在包含所有的在本发明精神和范围内的所述替换、修改、等同和变形。

Claims (47)

1.一种操作太阳热能系统进行发电的方法，其包括：
使用可编程控制系统生成一第一启动信号的步骤，所述控制系统被设置来生成太阳热能系统使用的时序信号进而在太阳热能系统的每日操作中控制操作流程，所述第一启动信号对太阳热能系统的第一启动阶段的操作发出指令，所述第一启动信号和一第一等级照射同时产生；
作为对第一启动信号的应答，控制太阳热能系统使用一非太阳能蒸汽源来加热一第一太阳集光器装置的步骤，所述第一太阳集光器装置连接并接收来自于一上游第二太阳集光器装置的传热流体；
使用可编程控制系统生成第二启动信号的步骤，所述第二启动信号对太阳热能系统的第二启动阶段的操作发出指令，所述第二启动信号和一强度高于第一等级照射的第二等级照射同时产生；
作为对第二启动信号的应答，使用光照加热第二太阳集光器装置的步骤，所述第二太阳集光器装置包含有一再循环回路，所述再循环回路包含一根据第二启动信号的指示可以被绕开的液体分离包；
使用可编程控制系统检测到第二太阳集光器装置中的第一温度和压力阈值，并且生成一第三启动信号的步骤，所述第三启动信号根据检测到的第一温度和压力阈值而相应的对太阳热能系统的第三启动阶段的操作发出指令；
作为对第三启动信号的应答，继续使用光照加热第二太阳集光器装置同时将来自第二太阳集光器装置的液体通过液体分离包传送给第一太阳集光器装置的步骤；
使用可编程控制系统检测到第一太阳集光器装置中的第二温度和压力阈值，并且生成一第四启动信号的步骤，所述第四启动信号根据检测到的第二温度和压力阈值而相应的对太阳热能系统的第四启动阶段的操作发出指令；和
作为对第四启动信号的应答，使用光照加热第一太阳集光器装置，并继续使用光照加热第二太阳集光器装置，继续将来自第二太阳集光器装置的液体通过液体分离包传送给第一太阳集光器装置的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：
使用可编程控制系统检测到第一太阳集光器装置中的第三温度和压力阈值，并且生成一正常工作信号的步骤，所述正常工作信号根据检测到的第三温度和压力阈值而相应的对太阳热能系统的正常工作阶段的操作发出指令；作为对正常工作信号的应答，将第一太阳集光器装置的出口连接至涡轮内进行发电的步骤。
3.一种操作太阳热能发电系统的方法，其包含：
在第一时间阶段中，使用来自一辅助非太阳能蒸汽源的蒸汽来加热至少一第一太阳集光器的部分的步骤；
在第二时间阶段中，使用入射在第二太阳集光器上的光照来加热至少所述第二太阳集光器的部分的步骤；和
在第一时间阶段之后，继续使用入射在所述第二太阳集光器上的光照来加热至少所述第二太阳集光器的部分并且同时将来自第二太阳集光器出口的蒸汽传送至第一太阳集光器的入口处的步骤，
其中第一太阳集光器是过热集光器，而第二太阳集光器是蒸发器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含：
在将蒸汽传送至第一太阳集光器的入口处的同时还进一步使用照射在第一太阳集光器上的光照对第一太阳集光器内部的蒸汽进行加热的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包含：
将第一太阳集光器进一步加热的蒸汽传送给涡轮的步骤；和
使用涡轮发电的步骤。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一太阳集光器相对于第二太阳集光器被设置在太阳热能发电系统的下游。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含：
使用辅助蒸汽源生成蒸汽的步骤，其中蒸汽使用矿物燃料、沼气、生物质燃料、电力、核反应、化学蒸汽生产、存储的热能源、燃气轮机中的废热或地热资源产生。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一时间阶段早于所述第二时间阶段开始并与第二时间阶段部分重合。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一时间阶段在太阳升起之前开始，而第二时间阶段在太阳升起时开始。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一时间阶段在光照减少结束之前开始，第二时间段在光照减少结束之时开始。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一和第二太阳集光器被设置在集光镜太阳能场内部的同一太阳塔中。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用太阳光照加热至少第二太阳集光器的部分的步骤还包含控制一个或多个定日镜将太阳光照反射至第二太阳集光器的表面的步骤。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用太阳光照对第一太阳集光器进行加热的步骤还包含控制一个或多个定日镜将太阳光照反射至第一太阳集光器的表面的步骤。
14.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，蒸汽通过蒸汽分离包从第二太阳集光器传送至第一太阳集光器处。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将蒸汽传送至第一太阳集光器的步骤发生在第二太阳集光器出口处的温度和压力与蒸汽分离包出口处的温度和压力相同的时候，或与蒸汽分离包出口处温度差在50℃内。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包含：
在第一时间阶段，将第二太阳集光器出口处的液体沿一绕开所述蒸汽分离包的再循环流通路径传送回第二太阳集光器的入口进行再循环利用的步骤。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在第一时间阶段之后，将第二太阳集光器出口处的液体沿一包含所述蒸汽分离包的再循环流通路径传送回第二太阳集光器的入口进行再循环利用的步骤。
18.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含：
在所述第一时间阶段中，控制一个或多个定日镜反射太阳光照至第一太阳集光器上来加热至少第一太阳集光器的部分的步骤，以作为对辅助蒸汽源的加热的补充。
19.一种操作太阳热能发电系统的方法，其包含：
使用来自一辅助非太阳热能蒸汽源的蒸汽对第一太阳集光器进行预加热的步骤；
使用照射在一第二太阳集光器上的太阳光照对其进行加热的步骤；
一旦第一和第二太阳集光器达到了其分别对应的第一预加热状态，将来自第二太阳集光器的蒸汽传送至第一太阳集光器上并且同时继续使用照射在所述第二太阳集光器上的太阳光照对其进行加热的步骤，
其中第一太阳集光器是过热集光器，而第二太阳集光器是蒸发器。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包含：
一旦第一和第二太阳集光器达到其分别对应的第二预加热状态，使用照射在第一太阳集光器上的太阳光照对第一太阳集光器进行加热的同时继续使用照射在第二太阳集光器上的太阳光照对第二太阳集光器进行加热。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，包含：
将来自于第一太阳集光器出口处并使用照射在第一太阳集光器上的太阳光照加热后的蒸汽运送至涡轮中并使用涡轮发电的步骤。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，预加热第一太阳集光器的步骤包含将来自于第一太阳集光器出口处的液体通过绕开涡轮的管线传送至冷凝器、再加热器或排水沟之一处的步骤。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，从第二太阳集光器被传送至第一太阳集光器的蒸汽是通过蒸汽分离包进行传送的。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，第二太阳集光器的第一预加热状态对应于第二太阳集光器的出口处的温度和压力达到和蒸汽分离包的出口的温度和压力相同的状态，或与蒸汽分离包出口处温度差在50℃内。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，预加热第二太阳集光器的步骤还包含将液体通过避开蒸汽分离包的管线从第二太阳集光器的出口传送至第二太阳集光器的入口的步骤。
26.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，第一加热状态对应于第一太阳集光器的入口和第二太阳集光器的出口处的温度和压力达到饱和蒸汽的温度和压力的状态，或彼此之间的温度差在50℃内。
27.一种太阳热能发电系统，其包含：
一蒸发太阳集光器，用于使用照射在该蒸发太阳集光器上的太阳光照来生成蒸汽；
一过热太阳集光器，用于使用照射在该过热太阳集光器上的太阳光照对生成的蒸汽进行过热处理；
一蒸汽分离包，其从液体水中分离出生成的蒸汽，蒸汽分离包的蒸汽出口可选择性地与过热太阳集光器的入口管线相连接，而蒸汽分离包的入口连接至蒸发太阳集光器的出口管线上，蒸汽分离包的水出口连接至再循环流通路径上，所述再循环流通路径与蒸发太阳集光器的输入管线相连接；
一旁通管线，其可选择地将蒸发太阳集光器的输出管线和再循环流通路径连接起来进而避开蒸汽分离包；和
一辅助蒸汽补给，其生产来自于一非太阳能源的用于对过热太阳集光器进行预加热的蒸汽；
其中，过热太阳集光器的输入管线可选择地与辅助蒸汽补给相连。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，还包含使用来自过热太阳集光器的过热蒸汽来产生电力的涡轮，过热太阳集光器的输出管线可选择地连接至涡轮。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，还包含一流量控制模块，其控制可选择的连接，使得：
在第一启动阶段中，过热太阳集光器的输入管线被连接至辅助蒸汽补给处，过热太阳集光器的输出管线从涡轮上转移开，蒸发太阳集光器的输出管线通过旁通管线与再循环流通路径相连通；
在第二启动阶段中，过热太阳集光器的输入管线与蒸汽分离包的蒸汽出口相连，过热太阳集光器的输出管线从涡轮上移开，旁通管线关闭，使得蒸汽太阳集光器的输出管线通过蒸汽分离包与再循环流通路径相连通。
30.根据权利要求29所述的系统，其特征在于，流量控制模块控制可选择的连接使得在启动阶段之后，过热太阳集光器的输出管线与涡轮相连通。
31.根据权利要求30所述的系统，其特征在于，还包含多个追踪太阳并将太阳光照反射到太阳集光器上的定日镜。
32.根据权利要求31所述的系统，其特征在于，
还包含定日镜控制模块，所述定日镜控制模块控制定日镜使得：
在第一和第二启动阶段，定日镜将太阳光照反射到蒸发太阳集光镜上，并且
在启动阶段之后，定日镜将太阳光照反射到过热和蒸发太阳集光镜上。
33.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，蒸发和过热太阳集光器分别包含一个或多个太阳能电池板，每个电池板上设置有多个平行的管路。
34.根据权利要求33所述的系统，其特征在于，每个管路的直径为2厘米至10厘米。
35.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，蒸发和过热太阳集光器被放置于同一太阳塔的不同海拔高度上。
36.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，蒸发和过热太阳集光器被放置于同一太阳塔的同一海拔高度上。
37.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，蒸发和过热太阳集光器被放置于不同的太阳塔中。
38.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，过热太阳集光器被设置为相较于蒸发太阳集光器具有较高的温度和压力。
39.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述辅助蒸汽供给使用矿物燃料、沼气、生物质燃料、电力、核反应、化学蒸汽生产、存储的热能源、燃气轮机中的废热或地热资源产生蒸汽。
40.一种太阳热能发电系统，包含：
一使用照射在其上的太阳光照来加热其内部液体的第一太阳集光器；
一使用照射在其上的太阳光照来加热其内部液体的第二太阳集光器；
多个将太阳光照反射至所述第一和第二太阳集光器上的定日镜；和
一在第一太阳集光器接收到被定日镜反射来的太阳光照之前对第一太阳集光器进行加热的预加热器，
其中，所述预加热器包含一使用非太阳能源产生蒸汽的辅助蒸汽供给，
第一太阳集光器相对于第二太阳集光器来说设置在太阳热能发电系统的下游，
所述第二太阳集光器为一蒸发太阳集光器而所述第一太阳集光器为一过热太阳集光器。
41.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，所述辅助蒸汽供给使用矿物燃料、沼气、生物质燃料、电力、核反应、化学蒸汽生产、存储的热能源、燃气轮机中的废热或地热资源产生蒸汽。
42.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，蒸发太阳集光器设置于一包含蒸汽分离包的再循环回路中，蒸汽通过所述蒸汽分离包被提供至过热太阳集光器中，再循环回路包含将来自于蒸发太阳集光器的出口处的液体从所述蒸汽分离包处引导开的旁通管线。
43.根据权利要求40所述的系统，其特征在于，还包含一与第一太阳集光器连接的涡轮，所述涡轮可以通过第一太阳集光器加热过的液体进行发电。
44.一种操作太阳热能发电系统的方法，包含：
将一辅助热水器加热的液体通过一辅助液体回路进行循环的步骤，其中所述辅助液体回路包含一个或多个过热集光器电池板来升高辅助液体回路中的温度；
将液体在一个或多个生成蒸汽的集光器电池板内进行循环来升高集光器电池板内的温度的步骤，所述集光器电池板被暴露在太阳辐射中；
将来自一个或多个生成蒸汽的集光器电池板的蒸汽供给一蒸汽分离包和一个或多个过热集光器电池板对所述蒸汽分离包和一个或多个过热集光器电池板进行加热，并使所述蒸汽分离包和过热集光器电池的温度达到足以发电的可工作温度的步骤；
其特征在于供给蒸汽的步骤包含：
连接蒸汽分离包至一个或多个生成蒸汽的集光器电池板上的步骤；
通过打开汽包隔离阀而将所述汽包连接至一个或多个过热电池板的步骤，所述汽包隔离阀位于汽包和一个或多个过热电池板之间；和
通过关闭辅助热水器上的旁通阀将辅助热水器从一个或多个过热电池板上断开连接的步骤，所述旁通阀位于一个或多个过热电池板与辅助热水器之间。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，循环所述辅助热水器加热的液体的过程在本地太阳升起前开始。
46.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，将蒸汽分离包连接至一个或多个产生蒸汽的集光器电池板的过程在当地太阳升起之后。
47.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，将汽包连接至一个或多个过热电池板的步骤还包含使用太阳能热通量对一个或多个过热电池板进行加热的步骤。
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