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)殡娔堋＿@種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能聚集，通過換熱裝置提供蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽(yáng)能利用還有一個(gè)其他形式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，即太陽(yáng)能所燒熱的水可以儲(chǔ)存在巨大的容器中，在太陽(yáng)落山后幾個(gè)小時(shí)仍然能夠帶動(dòng)汽輪發(fā)電。通過反射鏡將太陽(yáng)光匯聚到太陽(yáng)能收集裝置，利用太陽(yáng)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(dòng)或者直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

太陽(yáng)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(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)全稱為槽式拋物面反射鏡太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，是將多個(gè)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(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

要提高槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的效率與正常運(yùn)行，涉及到兩個(gè)方面的控制問題，一個(gè)是自動(dòng)跟蹤裝置，要求使得槽式聚光器時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，以保證從源頭上最大限度的吸收太陽(yáng)能，據(jù)統(tǒng)計(jì)跟蹤比非跟蹤所獲得的能量要高出37.7%。另外一個(gè)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常發(fā)電。針對(duì)這兩個(gè)控制問題，國(guó)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(jià)十分困難，因此太陽(yáng)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(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)是世界上最早出現(xiàn)的太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)。近年來，盤式太陽(yáng)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(yáng)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(dòng)阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和運(yùn)行費(fèi)用便宜等優(yōu)點(diǎn)。

盤式（又稱碟式）太陽(yáng)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(diǎn)上，接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)被加熱到750℃左右，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

盤式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)功率較小，一般為5～50kw，可以單獨(dú)分散發(fā)電，也可以組成較大的發(fā)電系統(tǒng)。盤式太陽(yáng)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(dòng)阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和運(yùn)行費(fèi)用便宜等優(yōu)點(diǎn)。

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(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，其他兩種處在示范階段，有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的可能和前景。三種系統(tǒng)均可單獨(dú)使用太陽(yáng)能運(yùn)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(diǎn)。就幾種形式的太陽(yáng)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(dú)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(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)同樣受到世界各國(guó)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(yáng)能熱發(fā)電發(fā)展戰(zhàn)略來看，提升太陽(yáng)能光熱發(fā)電的自主創(chuàng)新能力和技術(shù)升級(jí)速度，才能為太陽(yáng)能光熱發(fā)電提供強(qiáng)有力的支撐。

2，成本過高

太陽(yáng)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(gè)漫長(zhǎng)的過程。實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)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(yáng)能熱發(fā)電能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵。

,3、缺乏政策支持

太陽(yáng)能光熱發(fā)電要健康發(fā)展，國(guó)家政策很重要，上網(wǎng)電價(jià)及政府補(bǔ)貼政策一定要出臺(tái)。太陽(yáng)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。