有关太阳能光热发电现状及前景的分析

有关太阳能光热发电现状及前景的分析
摘要：作为一种清洁的可再生能源，太阳能是未来社会重要的理想能源之一，
在未来的能源战略中占有非常关键的地位。

目前，太阳能发电技术主要有两类：
太阳能光伏发电技术和太阳能光热发电技术。

近年来，太阳能光伏发电技术日趋
成熟，达到了商业使用所要求的能级。

其优点是设备简单易行，但也有着电能难
以储存，太阳光不稳定对电网产生冲击的缺点，这必将使得单一的光伏发电在不
久的将来遭遇发展瓶颈。

而太阳能光热发电凭借其可储热、可调峰、可连续发电
的优点，逐渐成为可再生能源领域研发和投资的热点。

本文主要探讨了太阳能的
光热发电的几种系统，并分析了太阳能光热发电的现状及前景，以供参考。

关键词：太阳能光热发电；现状；前景
1简述太阳能的光热发电系统
太阳能光热发电技术包括了槽式太阳能光热发电、塔式太阳能光热发电、蝶
式太阳能光热发电以及线性菲涅尔式太阳能热发电系统。

下面就对这几种发电技
术展开叙述。

1.1槽式发电系统
槽式发电系统指的是利用槽式抛物面中的聚光装置聚光，以此进行太阳能光
热发电的一种系统。

本系统通常是由热机发电装置、辅助能源装置、蓄热装置以
及聚光集热装置等组合而成。

槽式抛物面把太阳光聚成一条焦线，并在该焦线上
配备管型集热器，用来吸收太阳能。

通常，所有槽式聚光器采取的是串并联成方式。

此外，槽式聚光器能够跟踪太阳辐射。

槽式发电系统采取的是双回路设计，
动力蒸汽回路与集热油回路相分离，在通过换热器后，进行热量交换，从储油罐
内将低温导热油泵入槽式集热场，进行加热处理，然后利用再热装置、过热装置、蒸发装置及预热装置等，把采集到的所有太阳热能送至蒸汽设置中，最后进入到
汽轮机内做功。

在太阳能的供应量不足的情况下，用辅助加热器，加热导热油，
以保证槽式发电系统的稳定运行。

1.2塔式发电系统
塔式太阳能光热发电系统也称为集中式太阳能光热发电。

利用定日镜将太阳
光聚焦在中心吸热塔的吸热器上。

聚焦的辐射能转变成热能，然后传递给热力循
环的工质，再驱动汽轮机做功发电。

塔式太阳能热发电系统具有聚光比和工作温
度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，非常适合于大规模、
大容量商业化应用。

但是塔式太阳能热发电系统一次性投人大，每台定日镜都需
要一个单独的二维跟踪机构，装置结构和控制系统复杂，维护成本比较高。

1.3蝶式发电系统
蝶式发电系统利用的是旋转抛物面的反射镜，把太阳光聚在焦点中，太阳能
接收器聚集温度高的热量，利用驱动汽车轮作为加热工质，把热能转化成电能。

蝶式发电系统主要有接收器、旋转抛物面的反射镜、蓄热系统及跟踪器这四个部
分组合而成。

1.4线性菲涅尔式太阳能热发电系统
线性菲涅尔式太阳能热发电系统与槽式热发电系统类似，但是结构更为简单，而且吸热管无需进行真空处理，降低了技术成本和难度，但是总体效率不高。

2太阳能光热发电现况
2.1技术突破存在瓶颈，升级较为缓慢
光热发电产业发展前景可期，然而技术方面却没有突破性的升级。

纵观世界
范围，发达国家的光热发电领域时常出现技术上的阶段性突破，从而得以提高发
电质量。

而国内发电产业的发展主要仍依靠规模化的低端运作。

槽式太阳能热发
电技术是目前最为成熟，也广泛应用于商业化的太阳能光热发电技术，其整体装
置所需的构件较为简洁，聚光器部件加工简单成本不高，易形成批量生产。

光热
虽属于新能源范畴，但其参照标尺并非光伏及风电，而是传统燃煤电站。

其自身
储能属性决定了光热发电（这里仅泛指自带储能的电站，斯特林碟式不做分析）
可以平稳输出。

因此，风电光伏范畴内的优势，如弃风弃光，并不适用于光热发电。

无论塔式还是槽式，工艺相对复杂，目前能掌握此核心技术的在国际上也不
为多见。

相较来说，光伏只有光伏组件+逆变器两种必要器件，光热按技术流派
要么是集热器+热交换器+汽轮机+加发电机，要么就是集热器+斯特林发动机+发
电机。

显然不如光伏简洁，各环节的标准化需要多个相关行业完成大量的匹配工作。

2.2DNI相较海外光热市场偏低
从最基本的光资源角度看，根据国外文献资料，定义DNI值在
1800kWh/m2/yr以上的地区适宜建设太阳能热发电站，
1600kWh/m2/yr~1800kWh/m2/yr的地区可以建设太阳能热发电站。

据CSPPLAZA 《从DNI角度看二批光热示范项目可能集中在哪些区域？》一文，我国目前正在
开展示范项目开发的大部分地区的DNI值在1800kWh/m2/yr左右，多风沙、扬尘、冬季气温极低，昼夜温差较大，同等发电量，需要投资更高，从而提高了发电成本。

同时，这样的建设环境对电站建设和运维要求也更高。

涉及高温熔融材料，
除斯特林式之外，在人口密集区域建设目前较为困难，而国内适合建设的区域大
多已经弃风弃光很严重了。

2.3行业门槛相对略高，专业经验不足
我国的光热发电产业起步比较晚，但是，在建设和规划的光热发电装机容量
早已位居于世界前列。

我们的技术还不成熟，依然缺乏经验，尤其是大规模设计
作业的经验，这些经验都需要后期的操作去累积。

我国的太阳能资源丰富，主要
是我国西部以及山西北部以上地区，近几年来，太阳能的推广在我国境内开始大
规模的发展。

缺乏经验的我们更多的还是盘踞于我国西部，其他的项目不足
1MW，这样的“大规模”就是缺乏经验的表现。

2.4市场尚不成熟，运作过程较为繁琐缓慢
成熟的市场标志着一个产业的成熟，而目前太阳能光热发电项目尚不具备完
整的系统和成熟的市场，国内当下光热发电应用的范围仍较为狭窄，多处于探索
尝试阶段。

国家的首批示范电站的电价是1.15元/度，这个价格，也使得不少谨
慎的投资者略有退缩，同时更淘汰掉一批浑水摸鱼的投资者，而当前，首批项目
的关键点在于融资环节。

未来1-2年，如果首批开工的几个电站能顺利发电并平
稳运行，大范围上马光热电站将顺势而为。

3国内太阳能光热发电产业前景展望
太阳能光热发电方式具有与现有电网匹配性好、光电转化率高、可连续稳定
和调峰发电的能力等其他发电方式不可比拟的优势，因此成为近年来新能源领域
开发应用的热点，呈现出一种蓬勃发展的景象。

太阳能光热发电技术在未来的研
发和应用中，将朝着“高参数、大容量、连续发电”这３个技术方面发展。

高参数
即为聚光比高、运行温度高和热电转换效率高。

因此必须在高反射率高精度反射镜、高精密度跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等核心技术
和关键设备的研制中，加大研发力度。

4结语
总而言之，太阳能光热发电技术的运用，能够更好地解决资源、环境以及能
源等诸多问题。

太阳能作为一种可再生能源，具有清洁、取之不竭等优点。

利用
太阳能发电对于保护环境以及开拓新能源都起着积极的作用。

目前，太阳能光热
发电技术都是较为先进的太阳能发电技术。

所以建议要加大研究力度。

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