太陽能熱發電概述

　　太陽能熱發電是利用太陽能聚光器先將太陽輻射能轉化為熱能，然后經過各種方式轉換為電能的技術形式。

　　太陽能熱發電包括： 聚光太陽能熱發電（CSP）、太陽能半導體溫差發電、太陽能煙囪發電、太陽池發電和太陽能熱聲發電等。

　　聚光太陽能熱發電（CSP）是目前已經商業化大規模應用的技術形式。

　　CSP是通過“光-熱-功”的轉化過程實現發電的一種技術形式，其在原理上和傳統的化石燃料電站類似。二者最大的區別在于輸入的能源不同，太陽能熱發電采用的是太陽能： 聚光器將低密度的太陽能轉換成高密度的能量，經由傳熱介質將太陽能轉化為熱能，通過熱力循環做功，實現到電能的轉換。

　　太陽能熱發電基本原理

　　太陽能光熱發電的原理是，通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加熱收集裝置內的傳熱介太陽能光熱發電的原理是，通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加熱收集裝置內的傳熱介質（液體或氣體），再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發電機發電。光熱發電有槽式、塔式和碟式三種系統。

　　槽式

　　1、點聚焦技術： 定日鏡自動跟蹤太陽，聚焦的陽光反射到位于塔頂的吸熱器內。吸熱器加熱管內的傳熱介質，將太陽光能轉變成熱能，再通過熱力循環實現發電。

　　2、聚光比300-1000。系統綜合效率高。

　　3、吸熱器類型： 水/蒸氣、熔鹽、空氣等商業化初期的電站多使用水/蒸作為工作介質（主要考慮到技術風險較小、結構相對簡單）

　　4、傳熱介質的工作溫度范圍在250~1200C，可采用汽輪機或燃氣輪機。

　　塔式

　　1、線聚焦技術： 采用拋物面槽式反射鏡將太陽光聚集到位于焦線的吸熱管上，加熱管內的傳熱工質（油或水），然后經熱交換器產生蒸汽驅動汽輪發電機組發電。

　　2、聚光比在70-80之間; 系統綜合效率較低

　　3、吸熱器內工作介質： 合成油、水等，當前介質的工作溫度一般在400C以內。

　　4、美國354MWSEGS電站建于上個世紀80年代，至今已運行20多年。

　　碟式

　　1、點聚焦技術： 利用旋轉拋物面反射鏡，將入射陽光聚集在鏡面焦點處在該處可放置太陽能吸熱器吸收熱能加熱工質驅動汽輪發電機組發電，也可放置太陽能斯特林發電裝置或高倍比聚光光伏系統（CPV）直接發電。

　　2、聚光比1000-3000; 系統效率高

　　3、單機規模小，非常適合分布式發電。今年1月份全球首座商業化碟式斯特林系統在美國投入運行，總容量1.5MW，由60個單機25kW的系統組成。

　　4、截至2010年10月，美國加州批準了總計1372.5MW的碟式斯特林電站項目。

　　太陽能熱發電特點

　　太陽能有兩種利用途徑：一種通過光電池把太陽輻射轉化為電能，常見的利用途徑是太陽能電池；另外一種通過太陽能集熱器把太陽輻射轉化為熱能，最簡單的就是居家使用的屋頂熱水器。

　　利用太陽熱能發電目前已成為全球風險投資的一個重點領域，其原理是通過聚光裝置把太陽光線聚集在裝有某種液體的管道或容器。借助太陽熱能，液體被加熱到一定溫度，產生蒸汽然后驅動渦輪機發電，熱能轉化為電能。這種發電方式被人們稱為太陽能熱發電。

　　由于太陽能熱發電需要充足的太陽直接輻射才能保持一定的發電能力，因此沙漠是最理想的建廠選址地區。與傳統的電廠相比，太陽能熱電廠具有兩大優勢：整個發電過程清潔，沒有任何碳排放；利用的是太陽能，無需任何燃料成本。

　　太陽能熱發電還有一大特色，那就是其熱能儲存成本要比電池儲存電能的成本低得多。舉例來說，一個普通的保溫瓶和一臺筆記本電腦的電池所存儲的能量相當，但顯然電池的成本要高得多。能夠將太陽熱能儲存，就意味著太陽能熱電廠可以克服傳統電廠發電可能中斷的弊端。

　　然而，價格成為影響太陽能熱發電推廣的一大障礙。例如，在美國西南部，考慮聯邦稅收優惠之后，太陽能熱電廠的電價約合每度13美分到17美分。美國能源部已經設定目標，力圖到2015年把太陽能熱發電的電價降到每度7美分到10美分，到2020年進一步降到每度5美分到7美分，以使太陽能熱發電可以與煤電等傳統發電方式相競爭。

　　太陽能熱發電的實例

　　實驗電站

　　亞洲首座太陽能熱發電實驗電站——歷經6年科研攻關和施工建設，我國首個、亞洲最大的塔式太陽能熱發電電站——八達嶺太陽能熱發電實驗電站在延慶建成，并于2012年8月成功發電。這也使我國成為繼美國、西班牙、以色列之后，世界上第四個掌握太陽能熱發電技術的國家。

　　作為國家“863”計劃重點項目，整個項目研發從2006年年底啟動，實驗電站部分于2009年7月破土動工。由于國內沒有先例，項目開始時沒有技術參數、設計規范，光是定日鏡的設計，就經歷了四代研究才最后定型。

　　該實驗電站位于八達嶺鎮大浮坨村，熱發電實驗基地占地208畝，基地內包括一個高119米的集熱塔和100面共1萬平方米的定日鏡。此次集熱塔正式竣工后，原來被放置在鋼塔上的吸熱器被成功安裝到集熱塔塔頂，正式投入使用。

　　2013年6月，該電站發電可并入國家電網。下半年，電站還將開始建設1兆瓦槽式熱發電系統，投入使用后，發電量將進一步增加。