聚光發(fā)電和光伏發(fā)電哪個(gè)好 聚光太陽(yáng)能發(fā)電幾種主要形式

• 2021年9月23日 ZhouJiaLiang來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 619 35
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聚光太陽(yáng)能發(fā)電(Concentrating Solar Power，簡(jiǎn)稱CSP)，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該是“聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電” 。指使用某種輻射能匯聚裝置 ，聚焦太陽(yáng)的輻射能，加熱工質(zhì)，通過(guò)工質(zhì)輸送熱能，以此加熱產(chǎn)生高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)發(fā)電的發(fā)電方式。

聚光太陽(yáng)能發(fā)電(Concentrating Solar Power，簡(jiǎn)稱CSP)，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該是“聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電” 。指使用某種輻射能匯聚裝置 ，聚焦太陽(yáng)的輻射能，加熱工質(zhì)，通過(guò)工質(zhì)輸送熱能，以此加熱產(chǎn)生高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)發(fā)電的發(fā)電方式。聚光太陽(yáng)能發(fā)電繼風(fēng)能、光電池之后，已經(jīng)開始嶄露頭角，有望成為解決能源匱乏、應(yīng)對(duì)氣候變暖的有效技術(shù)手段。

基本原理：聚光太陽(yáng)能發(fā)電使用拋物面反射鏡將光線聚集到充有工質(zhì)(常見(jiàn)的是：合成油或熔鹽)的吸熱管上，再將加熱到約400攝氏度的工質(zhì)輸送到熱交換器里，熱量在此加熱循環(huán)水，產(chǎn)生水蒸氣，推動(dòng)渦輪，帶動(dòng)相連的發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，或以熱量加熱氣體驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)以此來(lái)發(fā)電。

聚光太陽(yáng)能發(fā)電與太陽(yáng)能光伏發(fā)電不同，太陽(yáng)能電池使用太陽(yáng)電池板，利用光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接變成電能，可以在陰天操作，CSP一般只能夠在陽(yáng)光充足、天氣晴朗的地方進(jìn)行。不過(guò)，即使在沒(méi)有太陽(yáng)的夜晚，采用足夠大的熔融鹽儲(chǔ)罐存儲(chǔ)熱量的方法，也能解決全天候的供電問(wèn)題了。

在國(guó)內(nèi)已經(jīng)已建成多處光熱電站應(yīng)用此技術(shù)，尤其在西北地區(qū)。在美國(guó)的吉爾伯特·科恩，在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州建造極具規(guī)模的聚光太陽(yáng)能發(fā)電站，已經(jīng)成功地為拉斯維加斯供應(yīng)22兆瓦的電力能源。

國(guó)際能源署(IEA)下屬的SolarPACES、歐洲太陽(yáng)能熱能發(fā)電協(xié)會(huì)(ESTELA)和綠色和平組織的預(yù)測(cè)則較為溫和，認(rèn)為CSP到2030年在全球能源供應(yīng)份額中將占3%-3.6%，到2050年占8%-11.8%，這意味著到2050年CSP裝機(jī)容量將達(dá)到830GW，每年新增41GW。在未來(lái)5-10年內(nèi)累計(jì)年增長(zhǎng)率將達(dá)到17%-27%。

聚光發(fā)電和光伏發(fā)電哪個(gè)好

從已經(jīng)商業(yè)化的光電轉(zhuǎn)化效率來(lái)看，太陽(yáng)能集熱發(fā)電比光伏發(fā)電高，目前最高30%左右，而光伏組件的轉(zhuǎn)換效率最高為松下公司創(chuàng)造的23.8%。兩種技術(shù)和產(chǎn)品各有優(yōu)勢(shì)，適用于不同場(chǎng)合。

太陽(yáng)能光伏組件技術(shù)相對(duì)已經(jīng)較為成熟，它具有系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資成本低，可靠、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，對(duì)場(chǎng)地要求不高，可與建筑一體化等優(yōu)點(diǎn)而成為市場(chǎng)主流。但光輻照度、地區(qū)氣候等對(duì)其發(fā)電量影響較大，資本回收周期較長(zhǎng)。

與光伏面板直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能不同的是，太陽(yáng)能聚光集熱發(fā)電需使用反射鏡或透鏡，利用光學(xué)原理將陽(yáng)光匯聚到接收器，在發(fā)電機(jī)上的集光區(qū)受太陽(yáng)光照射而溫度上升，由光熱轉(zhuǎn)換原理將太陽(yáng)能換化為熱能，熱能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(通常是蒸汽渦輪機(jī))，從而產(chǎn)生的電力。太陽(yáng)能聚光集熱發(fā)電由于結(jié)構(gòu)尺寸較大和需要對(duì)日跟蹤，設(shè)備和場(chǎng)地投資成本較大，且容易受到天氣、云量的影響。但聚光式太陽(yáng)能有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)──較容易蓄熱，可在夜間或是必要時(shí)利用熱能產(chǎn)生電。

聚光太陽(yáng)能發(fā)電幾種主要形式

一、線性聚光系統(tǒng)

線性聚光太陽(yáng)能發(fā)電采用線聚焦技術(shù)，線性聚光器包括拋物面槽式系統(tǒng)和線性菲涅耳反射系統(tǒng)2種，利用很大的反射鏡來(lái)捕獲太陽(yáng)的能量，并把太陽(yáng)光反射和對(duì)焦集中到焦線上，在這條焦線上安裝有線性管狀集熱器，集熱器吸收聚焦后的太陽(yáng)輻射能，把吸熱管內(nèi)的流體加熱，然后產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。線性集中聚光器系統(tǒng)通常由按南北向平行排列的大量聚光器組成，這樣保證最大限度地聚集太陽(yáng)能。

1.拋物面槽式系統(tǒng)

目前，在美國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的是拋物面槽式線性聚光系統(tǒng)，槽式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能聚光器，以及吸熱配件或接收器和跟蹤機(jī)構(gòu)組成。其中太陽(yáng)能聚光器由許多彎曲的反射鏡組合裝配而成，安裝在支架上。吸熱管或接收器管沿著每個(gè)拋物形反射鏡的焦線固定安裝，用以吸收太陽(yáng)輻射能，傳熱工質(zhì)(不管是傳熱流體還是水/蒸汽)都要從太陽(yáng)能集熱管中流過(guò)，從而產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，直接輸送到渦輪機(jī)用以發(fā)電。

2.線性菲涅爾反射器系統(tǒng)

第二種線性聚光技術(shù)是線性菲涅爾反射器系統(tǒng)，該系統(tǒng)由反射鏡。聚光器和跟蹤機(jī)構(gòu)組成。把平坦的或略有彎曲的反射鏡安裝配置在跟蹤器上，在反射鏡上方的空間安裝吸熱管，反射鏡把陽(yáng)光反射到吸熱管。有時(shí)在聚光器的頂部加裝小型拋物面反射鏡，以加強(qiáng)陽(yáng)光的聚焦。

二、碟式引擎系統(tǒng)

與其他聚光太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)相比，碟式引擎系統(tǒng)產(chǎn)生的電力功率相對(duì)較少，通常在3~25萬(wàn)kW的范圍內(nèi)，很適合分布式應(yīng)用，如果將多個(gè)這樣分布安裝的單元碟式。引擎系統(tǒng)整合成一簇，可以實(shí)現(xiàn)集中向電網(wǎng)供電，不但能緩解電力能源需求，還可以提高整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全性。整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)安裝在一個(gè)雙軸跟蹤支撐機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)定日跟蹤，連續(xù)發(fā)電，發(fā)電效率高達(dá)30%，在相同的運(yùn)行溫度下，發(fā)電效率明顯高于槽式和塔式，是所有太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中效率最高的。缺點(diǎn)是碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的單元發(fā)電容量較小。

三、塔式系統(tǒng)

塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)主要由日光反射鏡子系統(tǒng)。接收器組成，見(jiàn)圖。其中日光反射鏡子系統(tǒng)由大量大型。平坦的太陽(yáng)跟蹤反射鏡構(gòu)成，對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，把太陽(yáng)光聚焦到塔頂?shù)慕邮掌?。在接收器中?duì)傳熱流體進(jìn)行加熱，產(chǎn)生高溫過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽推動(dòng)常規(guī)渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。一些電力塔利用水。蒸汽作為傳熱流體。由于其卓越的傳熱和能量存儲(chǔ)能力，在其他先進(jìn)的設(shè)計(jì)中，對(duì)其進(jìn)行了熔融硝酸鹽試驗(yàn)。具有商業(yè)規(guī)模的工廠可以生產(chǎn)200MW的電力造價(jià)十分昂貴，建設(shè)電站的投資很高。

想要了解更多聚光太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景，請(qǐng)查閱《2020-2025年中國(guó)聚光太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查與發(fā)展前景分析報(bào)告》。

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