太陽能光熱發(fā)電與光伏發(fā)電對比分析

1、傳統(tǒng)的火力發(fā)電是通過燃燒，把化石中儲存的能量，轉(zhuǎn)化為熱能，再轉(zhuǎn)化為電能。而太陽能光熱發(fā)電則是通過數(shù)量眾多的反射鏡，將太陽的直射光聚焦采集，通過加熱水或者其他工作介質(zhì)，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，然后利用與傳統(tǒng)的熱力循環(huán)一樣的過程，即形成高溫高壓的水蒸氣推動汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組工作，最終將熱能轉(zhuǎn)化成為電能，典型太陽能光熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)原理如圖所示。太陽能光熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)原理圖正是通過這樣的環(huán)節(jié)，太陽能光熱發(fā)電技術(shù)和傳統(tǒng)火力發(fā)電技術(shù)順利地集成在一起

2、。由于火力發(fā)電技術(shù)早已非常成熟，從而降低了太陽能光熱發(fā)電整體技術(shù)開發(fā)的風(fēng)險。中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2013-2018 年中國太陽能熱利用市場專項研究及投資戰(zhàn)略咨詢報告》指出：太陽能發(fā)電技術(shù)主要包括太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電兩種，光伏發(fā)電的原理是當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時，電池吸收光能，產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)，在電池的兩端出現(xiàn)異號電荷積累。若引出電極并接上負(fù)載，便有功率輸出。光伏發(fā)電是目前太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，較為成熟，國家已明確其上

3、網(wǎng)電價（不同地區(qū)在 0.9~1 元/度范圍變化），發(fā)電成本也下降至0.7 元/度左右；光熱發(fā)電在我國發(fā)展時間較短，在太陽能聚光方法及設(shè)備、高溫傳熱儲熱、電站設(shè)計等集成以及控制方面，已經(jīng)取得實質(zhì)性進(jìn)展，但商業(yè)化業(yè)績較小，上網(wǎng)電價政策尚未落實，發(fā)電成本也較高，約為 0.9 元/度左右。但太陽能光熱發(fā)電與光伏發(fā)電相比具有以下優(yōu)點：1）太陽能光熱發(fā)電輸出電力穩(wěn)定，電力具有可調(diào)節(jié)性，易于并網(wǎng)目前太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以通過增加儲熱單元或通過補(bǔ)燃或與

4、常規(guī)火電聯(lián)合運行改善出力特性。而光伏發(fā)電受日光照射強(qiáng)度影響較大，上網(wǎng)后給電網(wǎng)帶來較大壓力，其發(fā)電形式獨特，和傳統(tǒng)電廠合并難度大。? 通過儲熱改善光熱發(fā)電出力特性（槽式和塔式光熱發(fā)電）。白天將多余熱量儲存，晚間再用儲存的熱量釋放發(fā)電，這樣可以實現(xiàn)光熱發(fā)電連續(xù)供電，保證電流穩(wěn)定，避免了光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電難以解決的入網(wǎng)調(diào)峰問題。根據(jù)不同儲熱模式，可不同程度提高電站利用小時數(shù)和發(fā)電量，提高電站調(diào)節(jié)性能。?通過補(bǔ)燃或與常規(guī)火電聯(lián)合運行改善光熱發(fā)電

5、出力特性。太陽能熱發(fā)電站可利用化石燃料補(bǔ)燃或與常規(guī)火電聯(lián)合運行，使其可以在晚上或連續(xù)陰天時持續(xù)發(fā)電，甚至可以以穩(wěn)定出力承擔(dān)基荷運行，從而使年發(fā)電利用得到 7000 小時左右。2）太陽能光熱發(fā)電無污染光熱發(fā)電是清潔生產(chǎn)過程，基本采用物理手段進(jìn)行光電能量轉(zhuǎn)換，對環(huán)境危害極小，太陽能光熱發(fā)電站全生命周期的 CO2 排放僅為 13~19g/kWh。 而光伏發(fā)電技術(shù)存在致命弱點為太陽能電池在生產(chǎn)過程中對環(huán)能量儲存多燃料設(shè)計成本（$/W)成本（$/

6、W)不考慮熱量的存儲占地規(guī)模應(yīng)用可以可以4.0~2.74.0~1.3大電池可以12.6~1.312.6~1.1小可以，如熔鹽可以4.4~2.52.4~0.9中等可并網(wǎng)發(fā)電，高溫段加熱可并網(wǎng)發(fā)電，中溫段、高 小容量分散發(fā)電、邊遠(yuǎn)地溫段加熱使用油作為傳熱介質(zhì)，限區(qū)獨立系統(tǒng)供電可靠性需要加強(qiáng)，預(yù)計大規(guī)模生產(chǎn)成本目標(biāo)尚未達(dá)到缺點制了運行溫度，最高400℃，只能產(chǎn)生中等品質(zhì)的蒸汽性能、初期投資和商業(yè)化運行程度不夠資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)整理1、槽

7、式太陽能熱發(fā)電槽式太陽能集熱系統(tǒng)如下圖所示在太陽能集熱器上利用拋物線式反射板將太陽光聚焦到中心焦點線上。在對日跟蹤系統(tǒng)的作用下，陽光會被連續(xù)地聚集在焦點線位置的集熱管上。在集熱管中流動的熱流體將熱量連續(xù)不斷地輸送到高壓蒸汽發(fā)生器中，通過換熱器進(jìn)行熱量交換，產(chǎn)生熱蒸汽。若產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電或供熱，則熱蒸汽做功或放熱完成后經(jīng)過壓縮冷凝回流到熱蒸汽發(fā)生器中，再次被加熱成為閉環(huán)系統(tǒng)不斷循環(huán)的熱蒸汽；若生產(chǎn)的蒸汽是用于其它生產(chǎn)工藝并被消耗，則需補(bǔ)

8、水。同時，通過熱交換器后的熱介質(zhì)流體也將返回到集熱場中再次被加熱。為了在太陽能不足時仍能生產(chǎn)蒸汽，可在系統(tǒng)中放置儲熱罐，存儲富余的能量，在太陽能不足時對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給，從而加大太陽能的利用效率。2、碟式太陽能熱發(fā)電碟式又稱盤式，其主要技術(shù)特征是采用盤狀拋物面聚光集熱器，它也是一種點聚焦集熱器，其聚光比可以高達(dá)數(shù)百倍到數(shù)千倍，因而可以產(chǎn)生非常高的溫度。在其接收器上安裝熱電轉(zhuǎn)換裝置，比如斯特林發(fā)動機(jī)或朗肯循環(huán)熱機(jī)等，從而將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能。