太阳能光热发电与光伏发电对比分析
光伏发电与光热发电投资分析对比
因为工作的中有很多对新能源投资感兴趣的客户不是很了解光热
发电和光伏发电这两者区别和优劣势,所以今天广东太阳库新能源有限公司技术人员和大家分享一下光伏发电和光热发电两者区别和优
劣势,以供有需要的投资者做参考。
太阳能光热发电是将光能转变为热能,然后再通过传统的热力循环做功发电的技术,其产生的是交流电。
光伏发电是太阳光照射高纯硅,使电子跃迁,形成电位差,光能直接转变为电能,其产生的是直流电。
光伏发电存在不稳定性和间歇性,其电能质量较低,并网要求高。
将对电网运营造成冲击。
光热发电输出电力稳定,电力具有可调节性,易于并网。
光伏已经有全国统一的标杆电价,而光热目前则仍采用特许招标或一事一议电价。
光伏度电成本低于光热度电成本,经济性好。
目前光伏度电成本大概0.85元/每千瓦时,光热度电成本1.8元/每千瓦时左右。
光伏发电产业链条较为成熟,发展较为迅速,电站装机规模增长较快。
光热发电产业刚刚起步,产业链条不完善,产业发展面临技术路线选择、相关关键设备国产化、系统集成等诸多问题。
光伏发电国家政策支持较多,光热发电近期国家政策支持不明显。
光伏发电的成本下降迅速,光伏项目更易获得融资,而对于光热发电,目前成本依然较高,银行金融机构对其的接受度较低。
从长远来看,光伏发电和光热发电各具优势,未来想相辅相成,共同发展。
光伏发电与光热发电的区别和对比
光伏发电与光热发电的区别对比作为同样都是利用太阳能进行发电的可再生能源技术,光伏发电无疑是最经常用来与太阳能光热电做比较的新型发电技术。
我们认为,光伏发电主要应用于分布式发电,而光热发电则较多用作集中式发电。
因此两者长期来看是互补关系。
光热发电与传统发电方式及现有电网能够更好契合。
如前所述,太阳能光热发电是将光能转变为热能,然后再通过传统的热力循环做功发电的技术。
而光伏发电是由光子使电子跃迁,形成电位差,光能直接就转变为电能。
因此,光伏发电产生的是直流电,而太阳能光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,与传统发电方式和现有电网的匹配性更好,可直接上网。
储能方式使光热发电具备调峰的功能。
而两者之间最为重要的差别,则在于各自在能量储存方式上的差异。
而储能对于弥补太阳能发电的间歇性,以及对电网的调峰能力,具有着非常重要的意义。
由于光伏发电是由光能直接转换为电能,因此其多余的能量只能采用电池储存,其技术难度和造价远比太阳能光热发电中,仅需储热要大得多。
因此,易于对多余的能量进行储存,以实现连续稳定的发电和调峰发电,是太阳能热发电相对于光伏发电的一个最为重要和明显的优势。
工程特性也决定了光伏与光热的不同分工。
在工程技术和安装上,光伏发电的全部光电转化都已经被完整地包含在一个模块当中,功能独立,因此非常适合分散式发电。
而光伏发电的集中式发电,也是基于对数目众多的太阳能电池模块的叠加效应,是对单块电池的拼装和连接。
一旦电池出厂,就已经是功能独立的运行单元,后期的现场安装和维护都相对简单。
所以产业的重点在于对单片的太阳能电池的制造技术的开发上。
而太阳热发电技术,除了斯特林(碟式)本身因为有类似于光伏的模块化的特点以外,其它三种光热方式缺乏用作分布式小型发电的优势,而更适合于大型的集中式发电,其经济性也只有在大规模的集中发电中才能够体现出来。
在太阳能热发电技术中,虽然所使用的材料都只是一般的常规材料,诸如玻璃和钢材,但系统集成更具工程性,现场安装和施工都相对复杂,并且对于整个项目的成功至关重要。
太阳能光伏技术和光热技术的比较分析
太阳能光伏技术和光热技术的比较分析随着环保理念不断深入人心,太阳能作为一种绿色能源受到了越来越多的重视。
太阳能可以利用太阳的能量来发电,其应用范围较广,常见的太阳能形式就是光伏技术和光热技术。
那么,太阳能光伏技术和光热技术相比,各自有哪些特点呢?一、太阳能光伏技术太阳能光伏技术是利用太阳能直接转化为电能的技术。
可以说是光电池板将光能转化为电能。
其主要组成是阳光辐射下的光板、转换器、电池组和电池系统控制器。
应用比较广泛的是太阳能光伏发电系统。
其特点如下:1.高效性太阳能光伏技术不用燃烧任何燃料,也不会产生二氧化碳等污染物,可谓环保无污染,因此受到更多普及。
太阳能光伏技术效率高,电池的利用率也高。
单个太阳能电池板可以达到15-20%的转换效率,而太阳能电池板阵列则更高。
2.持久性光伏板的使用寿命相当长,一般为20-30年以上,而且维护简单。
只需按时清洗光伏板表面即可,具备维护成本低、使用寿命长的优点。
但太阳能光伏技术也存在着缺点。
必须有足够的阳光才能生产出电能,因此其在阴雨天气等低光时无法正常工作;成本相对较高,但未来随着技术的提升有望降低成本。
二、太阳能光热技术太阳能光热技术是利用太阳光照直接产生热量,以热能发电。
太阳能光热系统的主要成分是太阳能集热器、储热器、换热器和发电机。
太阳能光热技术面向的主要是太阳能热水系统、太阳能空调系统等。
其特点如下:1.稳定性重要优点是其与光伏技术相比在化学结构上比较稳定,且不会因低光等原因造成电池短路和火灾隐患。
2.发展速度快太阳能光热技术是利用太阳的自然能量,经过优化设计成为近几年的热门技术,并且在美国、德国等地区已经过得初步流传应用。
未来随着全球环境保护和能源危机的日益严峻,太阳能光热系统的应用领域将会越来越宽泛。
同样的,太阳能光热技术也有其缺点,如需要足够的阳光才能产生热量,而且夜晚和阴天就无法使用。
此外,光热系统的组成较为复杂,成本也较高,但这方面仍有优化的空间。
太阳能光伏与光热发电对比简析
第6卷2015年12月上半月黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE Vo1.6 December 2015据不完全统计,全球已装机光伏发电在2014年年底已经达到245GW ,之所以会出现这样的发展态势,主要是受到光伏发电成本削减以及光伏市场的影响,由于光热的能量存储非常高效,而且要比电能存储便宜很多,因此是目前光热发电最有利的竞争依据。
本文主要通过对比介绍的方法,对光伏发电和光热发电进行区分,表明光伏发电和光热发电这两种技术所存在的联系。
1光伏发电与光热发电的系统形式对比光伏发电主要分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统,具体如图1,图2所示。
图1 并网光伏发电系统图2 独立光伏发电系统一般情况下,太阳能光热发电的形式主要有三种,分别是塔式、槽式和盘式。
塔式系统充分利用定日镜,将太阳热辐射直接反射到高塔的顶部,并直接加热集热器中的水,从而产生过热的蒸汽,以此来驱动汽轮发动机组进行发电。
槽式系统是将多个槽型的抛物面聚光集热器经过相应的排列产生热蒸汽,利用热蒸汽来驱动汽轮发动机发电。
盘式系统则是利用曲面聚光反射镜将阳光聚集在某一特定的焦点处,工作人员在焦点处安放一个发动机,利用这一原理进行发电。
具体原理及使用示意图见图3。
图3 太阳能光热发电系统原理及使用示意图2光伏发电与光热发电的能量转换对比光伏发电产生直流电,光热发电经过从光到热再到电的二次转换之后产生交流电,这种交流电可以直接与现有电网相匹配,虽然转换麻烦,但更便于使用。
3光伏发电与光热发电的储能方式对比光伏发电与光热发电最直接的一个区别是各自的能量储存方式,光伏发电是由光直接转化为电能的,所以大部分多余的电能只能由电池来进行存储,也就是光伏发电的存储技术难度要大,而光热发电的存储方(下转第35页)太阳能光伏与光热发电对比简析陈林,张鹏(特变电工沈阳电力勘测设计有限公司,沈阳110025)摘要:太阳能的利用主要分为两类;一类是光伏,一类是光热。
光伏发电与光热发电各有什么优缺点
光伏发电与光热发电各有什么优缺点
什么是光伏发电光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将光能直接转换成电能的,基本的部件太阳能电池板,是光转电的方式。
其中关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电的优缺点
①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点:
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③发电成本高
④光伏板制造过程中不环保
什么是光热发电光热发电也叫做聚焦型太阳能热发电,它是通过各种物理方式把太阳能直射光聚集起来并产生高温高压的蒸汽,蒸汽驱动汽轮机来发电的。
依据集热方式的不同,又可分为太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电和太阳能碟式热发电三种。
是热转电的方式。
光热发电技术主要类型,与光伏发电区别
光热发电技术主要类型,与光伏发电区别光热,全名聚光太阳能热发电(Concentrated Solar Power,简“CSP”),与利用半导体材料将太阳光辐射能直接转换为电能的光伏不同,光热依靠的,是通过各种镜面聚集太阳直射光,加热导热介质,再经过热交换产生高温蒸气,推动汽轮机发电。
与光伏行业的普及程度相比,光热绝对不是一个认知度很高的概念。
它最近一次广泛出现在大众视野内,恐怕还是因为敦煌光热电站,利用定日镜为献礼的画面在社交媒体上掀起了一阵热潮——但也仅此而已,也许大部分人都没有意识到自己看到的是光热电站,而非光伏。
来源:敦煌发布[1]光伏与光热,都是利用太阳能发电。
虽然原理不同,涉及技术也不一样,但为何前者天下知,后者却至今默默无闻?这背后的因素比较复杂。
尽管光热在很多方面较光伏有优势,然而也不能否认,光热缺乏政策支持,还存在技术门槛高、前期投资大以及距离商业化比较远等一系列问题。
放大灯将通过本文,为读者解析这一与光伏截然不同的,太阳能发电技术。
1、远看像光伏,近看火电厂与光伏不同,光热发电系统所利用的发电原理与传统电厂并无差别,还是被戏称为“烧开水”的热电套路,这也是光热系统甚至可以直接接入传统发电厂的原因。
从设计上看,业界主流的大型光热发电厂可以分为四个部分,分别是:集热系统,热传输系统,储热系统,发电系统。
集热系统是光热发电系统最核心的组成部分。
这一环节负责吸收太阳辐射能,对导热介质进行加热,为后续发电提供能量。
不管具体技术路线如何,集热系统总是包含聚光装置与接收器两个核心组件。
其中聚光装置由中央控制系统操控,跟踪太阳位置收集并反射(重定向)最大量的阳光,将辐射能集中至接收器上。
接受器则利用收集到的能量加热内部工质,实现能量的吸收与储运。
热传输系统则是将集热系统收集起来的热能,利用导热工质(术语称为“工作流体”),输送给后续系统的中间环节。
目前最主流的工作流体是熔盐,相较于早期使用的水和导热油,其在熔融态下可保持较宽的工作温度范围,允许系统在低压工况下吸收和储存热能,安全性能出色,是比较理想的工质。
太阳能利用比照 - 光热PK光伏
太阳能利用比照 - 光热PK光伏在光伏产业尤其是晶硅太阳能发展遭遇产能过剩、高能耗和高污染的诟病时,太阳能光热发电技术受到关注。
超越光伏、替代光伏……一时间,作为太阳能光伏发电“亲姐妹”的太阳能光热发电,被摆在了竞争台上。
光热技术日益被看重1、光热发电近期发展及政策的动态2006 年,随着发达国家对可再生能源使用比例的强制要求和相关激励性合同电价政策的出台,CSP 在以西班牙和美国为代表的市场开始复兴。
2007年国家发改委《可再生能源中长期规划》中曾做出具体计划,中国到2010年建成太阳能热发电总容量5万千瓦,到2020年达到20万千瓦。
2009 年科技部成立“太阳能光热产业技术创新战略联盟”,开始发动一轮光热攻坚战。
一位接近国家发改委人士此前对媒体透露,2012年之前,国内将有1000兆瓦至2000兆瓦的光热项目启动。
目前,全球运行中和建设中的 CSP 电站已分别超过了800MW 和900MW的装机规模,规划中的工程(包括已签合同或开发协议的2013 年之前动工项目)则高达12.5GW。
发展改革委近日下发的《产业结构调整指导目录(2011年本)》将于6月1日正式施行。
在指导目录鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被放在突出位置。
2、光热发电站实景光热PK光伏1、光热发电原理与太阳能光伏发电有较大不同与 CPV 系统可以分为反射型聚光和投射型聚光类似,CSP 的分类主要也是按照系统使用的不同聚光反射器来区分的;而不同之处在于,CSP 系统后道能量转换部分的结构及其对系统技术特性的影响,在不同类型的系统之间也有比较大的区别。
CSP 发电的技术路线可以分为四大类:技术相对成熟、目前应用最广泛的抛物面槽式;效率提升和成本下降潜力最大的集热塔式;适合以低造价构建小型系统的线性菲涅尔式;效率最高、便于模块化部署的抛物面碟式。
与 CPV 系统可以分为反射型聚光和投射型聚光类似,CSP 的分类主要也是按照系统使用的不同聚光反射器来区分的;而不同之处在于,CSP 系统后道能量转换部分的结构及其对系统技术特性的影响,在不同类型的系统之间也有比较大的区别。
太阳能光伏发电技术与光热发电技术的比较
太阳能光伏发电技术与光热发电技术的比较太阳能作为一种可再生能源,正逐渐成为人们关注的焦点。
在太阳能发电领域,光伏发电技术和光热发电技术是两种常见的应用方式。
本文将对这两种技术进行比较,探讨它们的优势和劣势。
光伏发电技术是利用太阳光的能量直接转化为电能的一种技术。
通过太阳能电池板将太阳光转化为直流电,再经过逆变器转化为交流电,供电给家庭、企业甚至整个城市。
光伏发电技术具有以下几个优势。
首先,光伏发电技术的设备简单,易于安装和维护。
太阳能电池板的制造工艺相对成熟,安装过程简单明了,只需将电池板固定在合适的位置即可。
而且,光伏发电系统没有机械运动部件,因此维护成本低,使用寿命长。
其次,光伏发电技术具有良好的环保性。
太阳能是一种清洁能源,光伏发电过程中不会产生任何污染物,不会对环境造成负面影响。
与传统的化石能源相比,光伏发电技术能够有效减少温室气体的排放,对于缓解气候变化具有重要意义。
此外,光伏发电技术具有较高的灵活性和可扩展性。
太阳能电池板可以安装在各种建筑物的屋顶、墙壁甚至车顶上,利用各种空间资源。
而且,光伏发电系统可以根据需求进行扩展,满足不同规模的用电需求。
然而,光伏发电技术也存在一些不足之处。
首先,光伏发电系统的发电效率相对较低。
目前市面上常见的太阳能电池板转换效率一般在15%到20%之间,还有较大的提升空间。
其次,光伏发电技术对光照条件较为敏感,阴天或夜晚无法发电。
这就需要配备储能设备或与电网连接,以保证持续供电。
与光伏发电技术不同,光热发电技术是利用太阳能的热能产生蒸汽,驱动涡轮机发电的一种技术。
光热发电技术具有以下几个优势。
首先,光热发电技术的发电效率较高。
通过聚光器将太阳光聚焦到热能接收器上,产生高温蒸汽,驱动涡轮机发电。
相比光伏发电技术,光热发电技术的转换效率更高,可以达到30%以上。
其次,光热发电技术具有较强的稳定性。
光热发电系统可以通过储热设备将白天收集到的热能储存起来,以供夜间或阴天使用。
【深度】光热发电和光伏发电的区别、优劣势对比与发展前景
【深度】光热发电和光伏发电的区别、优劣势对比与发展前景数年来,环境污染、气候变暖和全球能源危机倍受关注,在此基础上,太阳能光热发电和光伏发电作为太阳能利用的主要方式,其发展前景也吸引到业界的广大视线聚焦,自然地,也引发了对光热发电和光伏发电的区别及孰优孰劣的研究探索。
光热发电和光伏发电的区别发电原理不同光伏电站是利用太阳能电池板吸收太阳光中的可见光形成光电子,产生电流。
光热发电利用熔盐或者油等介质吸收太阳光中的热能,使用汽轮机将其转化为电能。
并网难易不同光伏发电受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力,其发电形式独特,和传统电厂合并难度大。
太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性,输出电力稳定,电力具有可调节性。
就并网难易程度来看,光热发电比常规的光伏发电更具有优势。
通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热发电)。
白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电,这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。
对环境的污染程度不同光热发电是清洁生产过程,基本采用物理手段进行光电能量转换,对环境危害极小,太阳能光热发电站全生命周期的CO2排放仅为13~19g/kWh。
而光伏发电技术存在致命弱点为太阳能电池在生产过程中对环境的损耗较大,是高能耗、高污染的生产流程。
技术成熟程度不同常规的光伏发电技术,在我国已经发展稳定,技术相对成熟;而光热发电,虽然很早就在国外兴起,但是在我国来说,依然处于技术创新与改进阶段。
光热发电和光伏发电的优劣势对比投资成本方面光热发电投资成本远高于光伏电站。
目前我国建设的大型光伏电站单位造价约为8000元/千瓦,光热约为22000元/千瓦,美国的光伏电站则为2400-3000美元/千瓦,光热约为5100-6200美元/千瓦,光热造价基本上是光伏的2-3倍。
此外,光热电站对规模的敏感度较高,只有在规模足够大的前提下,才能有效实现经济效益。
太阳能光热发电与光伏发电对比分析
太阳能光热发电与光伏发电对比分析太阳能光热发电和光伏发电是目前主要的太阳能利用方式之一,它们都利用太阳的能量来产生电力。
虽然它们的目标相同,但它们的原理、技术和应用领域有所不同。
在本文中,我将对太阳能光热发电和光伏发电进行比较分析。
太阳能光热发电(Concentrated Solar Power,CSP)是利用太阳辐射热能产生电力的一种技术。
它的原理是通过反射镜将太阳能集中到一个集热器或反射器中,使其产生高温热能,然后利用这种热能发电。
典型的光热发电系统包括塔式光热发电和槽式光热发电。
与之相比,光伏发电是利用半导体材料(通常是硅)的光电效应将太阳能直接转化为电能的一种技术。
当太阳光照射到光伏电池上时,光子会激发电子,导致电流产生,这样就可以通过接线将电能转化为电力。
首先,从技术上来讲,太阳能光热发电系统的效率通常更高。
根据统计数据,太阳能光热发电系统的效率可以达到30%以上,而普通光伏电池的效率通常只在10-20%左右。
这是因为太阳能光热系统可以利用太阳能的热能转化为电能,而光伏电池只能利用太阳能的光能。
然而,虽然太阳能光热发电系统的效率较高,但其应用领域受到一定限制。
由于其较高的建设成本和对大面积土地的需求,在目前主要应用于大型的集中式发电站。
而光伏发电系统则更适合分布式应用,可以安装在屋顶、太阳能板和其他空间有限的场所。
此外,光伏发电系统相对较低的成本和较长的使用寿命也使得它更受市场欢迎。
其次,从环境影响上来看,太阳能光热发电相对于光伏发电来说,更容易对生态环境造成一定的负面影响。
光热发电通常需要大面积的镜子或反射器来集中太阳能,这样容易破坏当地的植被和生态系统。
而光伏发电系统通常不需要大面积的土地,对生态环境的影响相对较小。
此外,太阳能光热发电和光伏发电在应对天气变化和季节变化方面也存在一定的差异。
光热发电系统通常可以储存热能,使其可以在夜间或阴天继续发电,从而能够更好地应对天气变化。
而光伏发电系统则需要依赖阳光的直接照射,对天气的依赖性更强。
太阳能光热发电与光伏发电对比分析
太阳能光热发电与光伏发电对比分析第一,原理和工作方式
光伏发电利用太阳光的光子击打到光伏电池上,激发电子运动形成电流,通过电池、逆变器等设备将直流电转化为交流电。
光伏发电技术主要是利用半导体材料的光伏效应将太阳光转化为电能。
第二,效率和能源转化率
光伏发电的效率相对较低,目前转换效率一般在20%到25%之间。
然而,随着科技的进步和材料的改良,光伏电池的转换效率有望继续提高。
第三,应用领域和用途
光伏发电则可以应用于各个领域,包括家庭、商业、工业和农业等。
由于光伏发电的组件较小,可以安装在屋顶、地面和道路等地方,更加灵活。
光伏发电也可以将电能储存到电池中,以便在夜晚或云天气时供电。
第四,适应性和环境影响
光伏发电具有更广泛的适应性,可以在各种气候条件下工作,不像光热发电那样对太阳直射条件要求较高。
从环境影响方面来看,光热发电需要大量的水资源进行冷却,而光伏发电则不需要额外的水资源。
另外,光热发电过程中可能会产生大量的热污染,对周边环境造成一定的影响,而光伏发电则不存在这个问题。
综上所述,太阳能光热发电和光伏发电是两种不同的利用太阳能实现发电的技术,各有其特点和应用领域。
根据实际需求和条件选择合适的发电技术,可以最大限度地利用太阳能资源,减少对传统能源的需求,实现可持续发展。
太阳能光伏与光热发电对比简析
塔式系统是利用众多的定日镜, 将太阳热辐
射反射到置于高塔顶部的高温集热器 (太阳锅炉) 上,加热工质产生过热蒸汽,或直接加热集热器中 的水产生过热蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。
眼收稿日期演 2015-3-10 眼作者简介演 陈丽(1976—),女,江苏徐州人,讲师,硕士,研究方向:建筑能源、建筑工程管理等。
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江西广播电视大学学报
2015 年第 2 期
图 1 并网光伏发电系统
图 2 独立光伏发电系统
一般来说, 太阳能光热发电形式有槽式、塔 式、碟式(盘式)三种系统。
两者适合的发电方式、地区也有所区别。 它们有各自的优势和发展前景,长远看来应该是互补的关系,将共同承担
未来世界能源消费格局。
关键词:光伏;光热;对比
中图分类号: TM615
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1008-3537(2015)02-0090-04
太阳能无疑是目前地球上可以开发的最大可 再生能源。 根据对到达地球上的太阳辐射能量进 行转化形式的不同, 太阳能的利用可以分为光伏 和光热两大类别。 [1]
截至 2013 年 底, 全 球 已 装 机 光 伏 发 电 达 到 135GW,目前仍以每 天约 100MW 的 速度 增加,这 主要是受益于光伏发电成本在过去五年的大幅削 减、 光伏市场的崛起和分布式光伏发电的显著增 长等因素影响。 目前全球仅有约 4GW 太阳能热发 电装机规模, 主要是由于低成本光伏和页岩气的 竞争压制了光热发电装机的增长, 同时部分市场 并不特别需要光热这种灵活可调但略显昂贵的电 力。 但当光伏装机达到一定的较高份额后,对光热 这种可在晚间持续供电的技术的需求就会显著增 加。 [2]光热的能量存储是十分高效的,比电能存储 要廉价的多,这也是光热发电的最大竞争优势。
太阳能光伏发电与太阳能热发电成本分析比较
太阳能光伏发电与太阳能热发电成本分析比较随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能作为一种干净、可再生的能源形式越来越受到关注。
在太阳能利用的多种方式中,光伏发电和太阳能热发电是最常见的两种方式。
本文将对这两种太阳能利用方式的成本进行详细的分析和比较。
光伏发电是利用光电效应将太阳辐射转化为直流电能的过程。
光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器和电网连接组成。
而太阳能热发电则是通过太阳能热集热器将太阳辐射转化为热能,再通过蒸汽轮机驱动发电机发电。
两种方式都具有将太阳能转化为电能的功能,但在成本方面却存在一定的差异。
首先,光伏发电系统的成本相对较低。
随着光伏技术的不断发展和市场规模的扩大,光伏电池的生产成本逐渐下降。
此外,光伏发电系统不需要涉及到高温、高压等复杂设备,安装和维护成本较低。
同时,光伏发电系统可以模块化建设,根据实际需求逐步扩展规模,这也降低了投资风险。
因此,光伏发电系统在初期投资成本方面具有明显的优势。
然而,与光伏发电相比,太阳能热发电系统的投资成本较高。
太阳能热发电系统需要使用复杂的高温设备,如集热器、储热罐、蒸汽轮机等。
这些设备不仅成本较高,而且需要定期维护和运行。
此外,太阳能热发电系统需要较大的土地面积来布置集热器,这也增加了投资成本。
因此,在初期投资方面,太阳能热发电系统的成本较高。
另一方面,光伏发电系统的运营和维护成本相对较低。
光伏系统结构简单、稳定性高,只需要定期清洁和检查组件的运行状况。
此外,光伏发电系统不需要燃料,不会产生二氧化碳等污染物,减少了运营成本。
然而,光伏发电系统的发电效率会受到气候和光照强度的影响,夜晚和阴天时产生的电能较少。
因此,在能源输出方面,光伏发电系统的运营成本稍高。
而太阳能热发电系统在运营和维护方面的成本相对较高。
由于使用的是复杂的设备,太阳能热发电系统需要定期检查和维护。
此外,太阳能热发电系统需要使用燃料(如天然气或生物质),因此运营成本较高。
然而,太阳能热发电系统可以储热,能够在夜间和阴天继续发电,减少了电能的不稳定性。
太阳能发电—光伏和光热
接收器:通过接收经过聚焦的阳光,将太阳辐射能转 变为热能,并传递给工质的部件。在这里,工质被太阳辐 射能加热,变成过热蒸汽,再经管道送往汽轮机。 跟踪装置:为了使一天中所有时到的太阳辐射都能通 过反射镜面反射到固定不动的接收器上,反射镜必须设置 跟踪机构。 太阳聚光器的跟踪方式有两种,即单轴跟踪和双轴跟 踪。 从实现跟踪的方式上讲,有程序控制方式和传感器控 制方式两种。
吉马太阳能电站项目是由托雷索尔能源公司负责兴建, 历经两年时间完成建设任务。该电站预计年发电量为1.1亿 千瓦时,足以为安达鲁西亚地区2.5万个家庭供电。
西班牙南部塞维利亚建造的太阳能光热电站
定日镜安装有光线跟踪系统,能像向日葵一样跟随太阳移动,将95%的 太阳辐射汇聚到位于中心的巨型集热装置上 。
① ② ③ ④
槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统 (SEGS)简称槽式太阳能热发电系统,也称 分散型太阳能热发电系统。 整个系统由4部分组成; 聚光集热装置: 辅助能源装置: 蓄热装置: 汽轮发电装置:
3)太阳坑发电技术
它是在地面挖一个球形大坑,坑壁贴上许
多小反射镜,使大坑成一个巨大的凹面半 球镜,它将太阳能聚焦到接受器,以获得 高温蒸气。 试验证实太阳坑发电的方案是可行的。
(3)辅助能源子系统 太阳能热发电系统除要配置蓄热于系统外,还需配置 辅助能源于系以维持电站能够一直持续运行。
太阳能系统要求的蓄热子系统容量太大,以致投资巨 大。 所以,在太阳能热发电系统中采用常规燃料作辅助能源, 是个极为可取的方案。
(4)汽轮发电子系统
太阳能热发电系统用的动力发电装置,可选用 的有以下几种:
太阳坑发电示意图
4)太阳能烟囱发电
它是在一大片圆形土地上盖满玻璃,圆中
太阳能发电—光伏和光热
(四)逆变器 在很多场合,都需要提供220V、110V的交流电源。由 于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。 为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所 发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆 变器。
在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到 DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。
2)GreenSun公司研发出彩色太阳能电池
彩色太阳能电池板是耶路撒冷绿光太阳能公司研发出的一种太阳能电 池板,它能够吸收太阳光光谱中不同颜色太阳光的光能,因此其在工作的 时候可以不用正对太阳。并且能够达到最高20%的转换率,是目前市场上 供应的普通太阳能电池板转换效率的两倍。它不需要太阳光的直接照射就 能发电,只要整个环境是明亮的,它被安装在哪个位置都成,甚至是在多 云的天气里,也能照常工作。 英国《经济学家》杂志表示,绿光公司研制的彩色太阳能电池板转换 效率高,原因在于其电池板边缘材料的不同。该杂志表示:“传统的太阳 能电池板首先由原材料制成薄片形状,然后再在上面覆盖上玻璃平板;而 绿光公司生产的彩色太阳能电池板,只在玻璃平板的边缘部分才覆盖有细 条形状的硅材质。这种做法能够使照射到玻璃表面的太阳光扩散到电池板 的边缘部分,硅材料也能够将这部分光能转换成电能。” 报道还称,绿光公司是通过在玻璃平板上覆盖一层染料和某种纳米金 属混合物来达到这一目的的,不过该公司不愿透露这种金属的属性。
3、太阳能光伏发电优缺点
1)太阳能光伏发电的主要优点: (1)结构简单.体积小且轻。 (2)易安装,易运输,建设周期短。 (3)容易启动,维护简单,随时使用,保证供应。 (4)清洁,安全,无噪声。 (5)可靠件高,寿命长。 (6)太阳能无处不有,应用范围广。 (7)降价速度快,能量偿还时间有可能缩短。
光伏光热对比
光伏光热对比太阳能光伏发电和光热技术的发展与利用徐宏超石家庄铁道大学数理系0802班摘要:从长远来看,可再生能源将是未来人类的主要能源来源,因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源对未来能源供应的重要作用。
在可再生能源中,光热与光伏发电发展很快,世界各国都把太阳能光伏光热发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。
那么,我就两种技术的前景和优缺点做以简答对比:关键词:太阳能;光伏发电;光热利用;优缺点;现状;趋势;前言:太阳能作为清洁的可再生能源,越来越受到人们的重视,应用领域也越来越广泛。
太阳能的利用是开发新能源与可再生能源的重要内容。
我国是太阳能资源十分丰富的国家,多年来太阳能利用技术得到了初步的宣传和推广,相信不久我国就可以普及这些清洁能源技术。
太阳能利用包括了太阳能光热转换和光电转换两大领域;太阳能光热领域具体有太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电,光伏领域为光伏发电系统等。
中国发展太阳能产业的现状不容乐观,虽有优势,但也存在发展太阳能光伏技术和光热技术的瓶颈和局限。
首先,对于光伏发电,其优点有目共睹:中国有很好的太阳能资源,有足够的建筑屋顶和荒漠资源,具有大规模发展光伏发电的条件;光伏将在中国未来的电力供应中扮演重要角色,在我国政策的支持下,预计中国光伏工业将以每年不低于40%的速度增长。
同样,缺点也是客观存在的:1、目前中国光伏工业和光伏市场发展很快,但存在“头小尾大”不平衡的问题,不解决高纯多晶硅原材料和硅片生产的问题,中国光伏工业的发展就会受到限制;2、中国光伏工业发展的关键在于政策。
如果中国的“可再生能源促进法”得以实施,仿效德国的成功经验,中国光伏事业发展的资金障碍是可以消除的。
3、在技术方面,最大的技术瓶颈是太阳能电池组件的光电转换效率难以提高,最普遍的材料如晶体硅电池板阵列,效率在16-18%左右。
作为整个发电系统的基础,光能的利用效率必然成为技术的攻关难题。
【能源小知识】太阳能光热与光伏发电的区别
太阳能光热发电是指太阳辐射热能,也就是利用太阳产生的热能向电能转化,从而将太阳能得以利用。
广义上来讲,太阳能光热利用,除太阳能热水器外,还有太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能土壤消毒杀茵技术等。
其中太阳能光热发电是太阳能热利用的一个重要组成部分,利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽,然后带动汽轮发电机来发电。
光热发电
而光伏发电其实本质上是太阳能发电的一个小类别,它是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
虽然都是太阳能转变为电能,但太阳能光热与光伏发电还是有很多不一样的地方的。
首先最为不一样的便是发电原理和装置,光热发电是通过集热装置来驱动汽轮机发电的,是热转电的方式,主要的部件是集热器或装置;而光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将光能直接转换成电能的,基本的部件太阳能电池板,是光转电的方式。
光伏发电
其次他们的使用范围也不一样,太阳能热发电发出的电与传统的热电、水电具有更好的切合性,适合大型化发展。
另外,热发电由于对光照条件的要求更高,更适合光照条件很好的地区。
而光伏发电装置相对简单,对光照的要求也相对较低,更适合小型化发展,因此
也更适合分散式利用,洛阳智凯光电光伏发电的应用是很好的例子。
原标题:【能源小知识】太阳能光热与光伏发电的区别。
太阳能光热发电与光伏发电对比分析
传统的火力发电是通过燃烧,把化石中储存的能量,转化为热能,再转化为电能。
而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜,将太阳的直射光聚焦采集,通过加热水或者其他工作介质,将太阳能转化为热能,然后利用与传统的热力循环一样的过程,即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作,最终将热能转化成为电能,典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。
太阳能光热发电热力循环系统原理图正是通过这样的环节,太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。
由于火力发电技术早已非常成熟,从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。
中国产业信息网发布的《》指出:技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种,光伏发电的原理是当太阳光照射到上时,电池吸收光能,产生光生伏打效应,在电池的两端出现异号电荷积累。
若引出电极并接上负载,便有功率输出。
光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术,较为成熟,国家已明确其上网电价(不同地区在0.9~1 元/度范围变化),发电成本也下降至0.7 元/度左右;光热发电在我国发展时间较短,在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面,已经取得实质性进展,但商业化业绩较小,上网电价政策尚未落实,发电成本也较高,约为0.9 元/度左右。
但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点:1)太阳能光热发电输出电力稳定,电力具有可调节性,易于并网目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。
而受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力,其发电形式独特,和传统电厂合并难度大。
通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热发电)。
白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电,这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。
根据不同储热模式,可不同程度提高电站利用小时数和发电量,提高电站调节性能。
通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。
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传统的火力发电是通过燃烧,把化石中储存的能量,转化为热能,再转化为电能。
而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜,将太阳的直射光聚焦采集,通过加热水或者其他工作介质,将太阳能转化为热能,然后利用与传统的热力循环一样的过程,即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作,最终将热能转化成为电能,典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。
太阳能光热发电热力循环系统原理图
正是通过这样的环节,太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。
由于火力发电技术早已非常成熟,从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。
中国产业信息网发布的《》指出:技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种,光伏发电的原理是当太阳光照射到上时,电池吸收光能,产生光生伏打效应,在电池的两端出现异号电荷积累。
若引出电极并接上负载,便有功率输出。
光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术,较为成熟,国家已明确其上网电价(不同地
区在0.9~1 元/度范围变化),发电成本也下降至0.7 元/度左右;光热发电在我国发展时间较短,在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面,已经取得实质性进展,但商业化业绩较小,上网电价政策尚未落实,发电成本也较高,约为0.9 元/度左右。
但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点: 1)太阳能光热发电输出电力稳定,电力具有可调节性,易于并网
目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。
而受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力,其发电形式独特,和传统电厂合并难度大。
−通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热发电)。
白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电,这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。
根据不同储热模式,可不同程度提高电站利用小时数和发电量,提高电站调节性能。
−通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。
太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行,使其可以在晚上或连续阴天时持续发电,甚至可以以稳定出力承担基荷运行,从而使年发电利用得到7000 小时左右。
2)太阳能光热发电无污染
光热发电是清洁生产过程,基本采用物理手段进行光电能量转换,对环境危害极小,太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。
而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大,是高能耗、高污染的生产过程。
业内专家认为,太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比,并不经济。
和光热发电对比
资料来源:中国产业信息网整理根据聚光方式的不同,光热发电技术主要分为:塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔。
其共同点是利用不同技术加热工质,再驱动汽轮机发电,也可以在转成电能的环节上采用斯特林发动机。
槽式和塔式光热电站目前均已实现了大规模商业化运行,而碟式及线性菲涅尔式则分别处于系统示范阶段。
其中目前应用较为广泛的三种光热发电系统比较见下表。
三种光热发电系统比较
资料来源:中国产业信息网整理
1、槽式太阳能热发电
槽式太阳能集热系统如下图所示
在太阳能集热器上利用抛物线式反射板将太阳光聚焦到中心焦点线上。
在对日跟踪系统的作用下,阳光会被连续地聚集在焦点线位置的上。
在集热管中流动的热流体将热量连续不断地输送到高压蒸汽发生器中,通过换热器进行热量交换,产生热蒸汽。
若产生的蒸汽用于发电或供热,则热蒸汽做功或放热完成后经过压缩冷凝回流到热蒸汽发生器中,再次被加热成为闭环系统不断循环的热蒸汽;若生产的蒸汽是用于其它生产工艺并被消耗,则需补水。
同时,通过热交换器后的热介质流体也将返回到集热场中再次被加热。
为了在太阳能不足时仍能生产蒸汽,可在系统中放置储热罐,存储富余的能量,在太阳能不足时对系统进行补给,从而加大太阳能的利用效率。
2、碟式太阳能热发电
碟式又称盘式,其主要技术特征是采用盘状抛物面聚光集热器,它也是一种点聚焦集热器,其聚光比可以高达数百倍到数千倍,因而可以产生非常高的温度。
在其接收器上安装热电转换装置,比如斯特林发动机或朗肯循环热机等,从而将直接转换成电能。
可以单台使用或多台并联使用,适宜小规模发电,所以比较适合偏远山区远离电网地区,进行分布式离网供电。
碟式光热发电站示意图
3、菲涅尔式集热发电
菲涅尔式集热系统如图8所示,1990 年澳大利亚科学家在总结了槽式和塔式的经验基础上,提出了紧凑线性菲涅尔反射聚光器和蒸汽发生系统的构想,并于2002年由德国 FRAUNHOFER 设计,比利时索拉门多公司制作了5000 m2 的菲涅尔(Fresnel)太阳能聚光器。
相比较槽式,这套系统的一个关键优势就在于菲涅尔的聚焦比大,可以获得比较高的温度,每平米镜面所需要的基础和电机很少,系统通过使用标准的平面镜代替需要特殊方法加工的曲面反射镜,让所有的镜子贴近地面,降低风载和钢的使用,从而降低成本。
菲涅尔式太阳能光热发电站基本原理图
4、塔式太阳能热发电
塔式系统如下图所示,具有规模大、热传递路程短、热损耗小、聚光比和温度较高等特点,是几种光热发电系统中可达到发电成本最低的一种。
它利用众多定日镜形成的定日镜场阵列,将太阳辐射反射到置于高塔顶部的吸热器上,加热吸热工质使其直接产生蒸汽或者换热后再产生蒸汽,以此驱动汽轮机带动,
从而将太阳能转换为电能。
整个系统主要由 4 大基本部分构成:聚光系统、吸热系统、储热系统和发电系统。
塔式光热发电站基本原理图
目前,槽式和塔式光热发电已经实现商业化,菲涅尔和碟式技术所占的份额依旧很少,短期看也没有出现大跨步发展的迹象。
世界范围内槽式光热发电系统占比最高,因为塔式光热发电系统的初始投资高、碟式发电系统能量储存困难。
但塔式光热发电系统综合效率高,非常适合于大规模、大容量商业化应用,在规划建设的光热电站项目中塔式所占的比例已经超出了槽式技术。
我们认为,未来塔式光热发电技术将是光热发电的主要技术流派。
四种光热发电技术的装机比例统计(截至2013 年3 月份)
类别槽式塔式菲涅尔碟式
已建成26.9% 0.8% 0.6% 0.04%
在建28.6% 7.4% 1.8% —计划建设15.9% 17.6% 0.3% —合计71.4% 25.9% 2.7% —
现阶段被广泛商业化运行的槽式聚光系统多为管桁架式,耗用的钢材多,自重大,成本高,加之是单轴跟踪,聚光比低,光热转换效率低。
而碟式聚光系统虽然具有较高的光学效率和较低的跟踪误差,并采用了高效率的集热器,从而具有较高的热电转换效率等这些优点。
但是在增大聚光面积时,增加了支撑架体设计难度,由于抗风等级的要求导致用钢量大幅度提高,造成系统成本增加。
作为线性菲涅尔聚光系统,虽然建设和维护成本相对来说低廉,但其普遍存在遮挡和阴影问题,造成系统效率低,聚光倍数只有数十倍。
导热管路上能量损失问题也是线性菲涅尔集热器上不容忽视的问题。
相比上述不足,秦皇岛瑜阳光能科技有限公司的复合碟作为一种新型聚光系统,具有以下优点:(1)焦点固定设计(即系统集热装置固定)——具有塔式焦点不移动的特点。
本发明降低了太阳能聚光系统接收器的设计难度,解决其它系统中普遍存在的管路安装困难的问题。
(2)高精度双轴跟踪,高倍点聚焦设计——可实现高温利用。
(3)优化布置反射镜场和接收器形式——解决了线性菲涅耳反射镜式集热系统普遍存在遮挡和阴影问题。
(4)低矮型设计——抗风效果好,结构简单,耗材量小,安装方便,节约建设成本。
(5)集热核心部件石墨柱的应用——采用导热性好,耐腐蚀,化学性质稳定的石墨柱,直插式的方式将集热器与导热储能装置融为一体。
秦皇岛东阳科技有限公司是专业研发太阳能光热产品的高新技术企业,在2014年依托秦皇岛瑜阳光能科技有限公司共同完成太阳能跟踪伺服机构的研究并取得成功,并且正式形成战略联盟。
秦皇岛东阳科技有限公司的主产品为碟式、槽式自动跟踪太阳能光热系统。
东阳可提供太阳能光热集热镜场系统的方案制定及实施服务,以及中高温光热利用项目的系统设计及实施服务,如采暖、制冷、干燥、发酵和海水淡化,与其他单位合作完成了几个光热发电试验性项目。
秦皇岛东阳科技有限公司的太阳能光热系统及设备可应用的市场空间十分广阔,除发电外还涉及农业、工业辅助、太阳能建筑一体化、海水淡化等多个应用领域。