光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電以外的新能源-光熱發(fā)電的前景和弊端

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池，經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。而光熱發(fā)電是指將太陽能聚集，通過換熱裝置提供蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。

太陽能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽能光熱發(fā)電技術(shù)，避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢，即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發(fā)電。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(nèi)的傳熱介質(zhì)（液體或氣體），再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

太陽能熱發(fā)電站主要有塔式、槽式和碟式（盤式）三類。

a.槽式系統(tǒng)

槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是將多個槽型拋物面聚光集熱器經(jīng)過串并聯(lián)的排列，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生高溫蒸汽，驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

要提高槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的效率與正常運行，涉及到兩個方面的控制問題，一個是自動跟蹤裝置，要求使得槽式聚光器時刻對準(zhǔn)太陽，以保證從源頭上最大限度的吸收太陽能，據(jù)統(tǒng)計跟蹤比非跟蹤所獲得的能量要高出37.7%。另外一個是要控制傳熱液體回路的溫度與壓力，滿足汽輪機(jī)的要求實現(xiàn)系統(tǒng)的正常發(fā)電。針對這兩個控制問題，國內(nèi)外學(xué)者都展開了研究，取得了一定的研究進(jìn)展。

b.塔式系統(tǒng)

塔式電站，最大發(fā)電功率為80MW。由于單位容量投資過大，且降低造價十分困難，因此太陽能熱發(fā)電站的建設(shè)逐漸冷落下來。

c.碟式（盤式）系統(tǒng)

盤式（又稱碟式）太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是世界上最早出現(xiàn)的太陽能動力系統(tǒng)。近年來，盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要開發(fā)單位功率質(zhì)量比更小的空間電源。盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于空間，與光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，具有氣動阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和運行費用便宜等優(yōu)點。

盤式（又稱碟式）太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)（拋物面反射鏡斯特林系統(tǒng)）是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡組成，接收在拋物面的焦點上，接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)被加熱到750℃左右，驅(qū)動發(fā)動機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)功率較小，一般為5～50kw，可以單獨分散發(fā)電，也可以組成較大的發(fā)電系統(tǒng)。盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于空間，與光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，具有氣動阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和運行費用便宜等優(yōu)點。

以上三種系統(tǒng)性能比較。三種系統(tǒng)目前只有槽式線聚焦系統(tǒng)實現(xiàn)了商業(yè)化，其他兩種處在示范階段，有實現(xiàn)商業(yè)化的可能和前景。三種系統(tǒng)均可單獨使用太陽能運行，安裝成燃料混合（如與天然氣、生物質(zhì)氣等）互補(bǔ)系統(tǒng)是其突出的優(yōu)點。就幾種形式的太陽熱發(fā)電系統(tǒng)相比較而言，槽式熱發(fā)電系統(tǒng)是最成熟，也是達(dá)到商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)的成熟度目前不如拋物面槽式熱發(fā)電系統(tǒng)，而配以斯特林發(fā)電機(jī)的拋物面盤式熱發(fā)電系統(tǒng)雖然有比較優(yōu)良的性能指標(biāo)，但目前主要還是用于邊遠(yuǎn)地區(qū)的小型獨立供電，大規(guī)模應(yīng)用成熟度則稍遜一籌。應(yīng)該指出，槽式、塔式和盤式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)同樣受到世界各國的重視，并正在積極開展工作。

光熱發(fā)電的瓶頸所在：

1、技術(shù)障礙

從太陽能熱發(fā)電發(fā)展戰(zhàn)略來看，提升太陽能光熱發(fā)電的自主創(chuàng)新能力和技術(shù)升級速度，才能為太陽能光熱發(fā)電提供強(qiáng)有力的支撐。

2，成本過高

太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)從技術(shù)源的成功，到最后在全球普遍使用，是一個漫長的過程。實現(xiàn)太陽能光熱轉(zhuǎn)換的聚光接收器能否做到高效率、低成本，是太陽能熱發(fā)電能否實現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵。

,3、缺乏政策支持

太陽能光熱發(fā)電要健康發(fā)展，國家政策很重要，上網(wǎng)電價及政府補(bǔ)貼政策一定要出臺。太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展完全可以效仿光伏及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖。