太陽(yáng)能光熱發(fā)電與光伏發(fā)電對(duì)比分析

1、傳統(tǒng)的火力發(fā)電是通過(guò)燃燒，把化石中儲(chǔ)存的能量，轉(zhuǎn)化為熱能，再轉(zhuǎn)化為電能。而太陽(yáng)能光熱發(fā)電則是通過(guò)數(shù)量眾多的反射鏡，將太陽(yáng)的直射光聚焦采集，通過(guò)加熱水或者其他工作介質(zhì)，將太陽(yáng)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(guò)程，即形成高溫高壓的水蒸氣推動(dòng)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(yáng)能光熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)原理如圖所示。太陽(yáng)能光熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)原理圖正是通過(guò)這樣的環(huán)節(jié)，太陽(yáng)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(yáng)能光熱發(fā)電整體技術(shù)開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2013-2018 年中國(guó)太陽(yáng)能熱利用市場(chǎng)專(zhuān)項(xiàng)研究及投資戰(zhàn)略咨詢(xún)報(bào)告》指出：太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)主要包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能光熱發(fā)電兩種，光伏發(fā)電的原理是當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，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(hào)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(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，較為成熟，國(guó)家已明確其上

3、網(wǎng)電價(jià)（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(guó)發(fā)展時(shí)間較短，在太陽(yáng)能聚光方法及設(shè)備、高溫傳熱儲(chǔ)熱、電站設(shè)計(jì)等集成以及控制方面，已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，但商業(yè)化業(yè)績(jī)較小，上網(wǎng)電價(jià)政策尚未落實(shí)，發(fā)電成本也較高，約為 0.9 元/度左右。但太陽(yáng)能光熱發(fā)電與光伏發(fā)電相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）太陽(yáng)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(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以通過(guò)增加儲(chǔ)熱單元或通過(guò)補(bǔ)燃或與

4、常規(guī)火電聯(lián)合運(yùn)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(lái)較大壓力，其發(fā)電形式獨(dú)特，和傳統(tǒng)電廠(chǎng)合并難度大。? 通過(guò)儲(chǔ)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?jī)?chǔ)存，晚間再用儲(chǔ)存的熱量釋放發(fā)電，這樣可以實(shí)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(wèn)題。根據(jù)不同儲(chǔ)熱模式，可不同程度提高電站利用小時(shí)數(shù)和發(fā)電量，提高電站調(diào)節(jié)性能。?通過(guò)補(bǔ)燃或與常規(guī)火電聯(lián)合運(yùn)行改善光熱發(fā)電

5、出力特性。太陽(yáng)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(yùn)行，使其可以在晚上或連續(xù)陰天時(shí)持續(xù)發(fā)電，甚至可以以穩(wěn)定出力承擔(dān)基荷運(yùn)行，從而使年發(fā)電利用得到 7000 小時(shí)左右。2）太陽(yáng)能光熱發(fā)電無(wú)污染光熱發(fā)電是清潔生產(chǎn)過(guò)程，基本采用物理手段進(jìn)行光電能量轉(zhuǎn)換，對(duì)環(huán)境危害極小，太陽(yáng)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(diǎn)為太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)能量?jī)?chǔ)存多燃料設(shè)計(jì)成本（$/W)成本（$/

6、W)不考慮熱量的存儲(chǔ)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(dú)立系統(tǒng)供電可靠性需要加強(qiáng)，預(yù)計(jì)大規(guī)模生產(chǎn)成本目標(biāo)尚未達(dá)到缺點(diǎn)制了運(yùn)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(yùn)行程度不夠資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)整理1、槽

7、式太陽(yáng)能熱發(fā)電槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)如下圖所示在太陽(yáng)能集熱器上利用拋物線(xiàn)式反射板將太陽(yáng)光聚焦到中心焦點(diǎn)線(xiàn)上。在對(duì)日跟蹤系統(tǒng)的作用下，陽(yáng)光會(huì)被連續(xù)地聚集在焦點(diǎn)線(xiàn)位置的集熱管上。在集熱管中流動(dòng)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(guò)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(guò)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(shí)，通過(guò)熱交換器后的熱介質(zhì)流體也將返回到集熱場(chǎng)中再次被加熱。為了在太陽(yáng)能不足時(shí)仍能生產(chǎn)蒸汽，可在系統(tǒng)中放置儲(chǔ)熱罐，存儲(chǔ)富余的能量，在太陽(yáng)能不足時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給，從而加大太陽(yáng)能的利用效率。2、碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電碟式又稱(chēng)盤(pán)式，其主要技術(shù)特征是采用盤(pán)狀拋物面聚光集熱器，它也是一種點(diǎn)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(dòng)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。