聚光太陽能發(fā)電

基本原理：聚光太陽能發(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，推動渦輪，帶動相連的發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，或以熱量加熱氣體驅(qū)動斯特林發(fā)動機(jī)以此來發(fā)電;

根據(jù)反射鏡類型可分為：槽型、蝶形、菲涅爾棱鏡型，槽型應(yīng)用技術(shù)最成熟。

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

在國內(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)。在美國的吉爾伯特·科恩，在美國內(nèi)華達(dá)州建造極具規(guī)模的聚光太陽能發(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。

國際能源署（IEA）下屬的SolarPACES、歐洲太陽能熱能發(fā)電協(xié)會（ESTELA）和綠色和平組織的預(yù)測則較為溫和，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5-10年內(nèi)累計(jì)年增長率將達(dá)到17%-27%。

太陽能反射器基本原理

聚光太陽能發(fā)電使用拋物鏡將光線聚集到充有合成油的吸熱管上，再將加熱到約400攝氏度的合成油輸送到熱交換器里，將熱量通過此加熱循環(huán)水，將水加熱，產(chǎn)生水蒸氣，推動渦輪轉(zhuǎn)動使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以此來發(fā)電。

聚光太陽能發(fā)電與太陽能電池不同，太陽能電池使用太陽電池板將太陽能直接變成電能，可以在陰天操作，CSP一般只能夠在陽光充足、天氣晴朗的地方進(jìn)行。

塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，又稱之為集中型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其基本工作原理是利用安裝在地而上若干臺大型定日鏡在雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)作用下，將太陽光反射聚集到接收塔上的吸熱器，吸熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能再傳給熱傳導(dǎo)工質(zhì)，其受熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽膨脹則對外做功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)行工作，進(jìn)而達(dá)到發(fā)電的目的 。此外，該系統(tǒng)具有光電轉(zhuǎn)化效率高，可與其他能源進(jìn)行混合發(fā)電及實(shí)現(xiàn)高溫儲能的優(yōu)點(diǎn)，但其占地而積大，建設(shè)費(fèi)用昂貴，并且聚光場和吸熱場的優(yōu)化配合還需進(jìn)一步研究。

太陽能反射器發(fā)展現(xiàn)狀

對于光伏組件，大致可以分為非聚光的平板太陽電池組件、聚光光伏發(fā)電組件和薄膜電池組件等三類。前者應(yīng)用最為普遍，后者尚處于開發(fā)之中，聚光光伏發(fā)電組件則由于結(jié)構(gòu)尺寸較大和需要對日跟蹤，通常是用在有一定場地和空間的場合，市場主要定位在鄉(xiāng)村、臺站和戶用的中型離網(wǎng)光伏電站及大型并網(wǎng)發(fā)電中心電站。

西方發(fā)達(dá)國家（如美、日、德、澳等）主要發(fā)展平板太陽電池組件，從上世紀(jì)70年代起還發(fā)展聚光光伏發(fā)電組件，并達(dá)到了較高的技術(shù)水平和較大的規(guī)模。聚光光伏發(fā)電組件有反射式結(jié)構(gòu)和折射式結(jié)構(gòu)兩大類，但后來主要發(fā)展折射式的，其聚光透鏡常用點(diǎn)聚焦平板式和線聚焦柱面式兩種。點(diǎn)聚焦平板式與線聚焦柱面式聚光光伏發(fā)電組件相比，結(jié)構(gòu)緊湊，聚光比高，所用電池少，但電池溫度較高（從而降低光電轉(zhuǎn)換效率和長期性能），對日跟蹤系統(tǒng)精度要求較高。

太陽能反射器發(fā)展優(yōu)勢

1、與其它產(chǎn)業(yè)相比具有產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢

我國政府一直把研究開發(fā)太陽能和可再生資源技術(shù)列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃，大大推動了我國太陽能和可再生能源技術(shù)的發(fā)展。二十多年來，太陽能利用技術(shù)和研究開發(fā)、商品化生產(chǎn)、市場開拓等方面都獲得了長足發(fā)展，成為快速穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。我國已在太陽能光伏利用領(lǐng)域做出了積極的發(fā)展，光伏技術(shù)在解決西部邊遠(yuǎn)無電地區(qū)人民的生活用電發(fā)揮了作用。近幾年我國在西藏、青海、甘肅等地區(qū)投資建設(shè)光伏電站示范項(xiàng)目，為解決無電地區(qū)的供電問題作出了很大貢獻(xiàn)，并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏能源將在中國的能源發(fā)展中占有舉足輕重的地位。

2、與水利發(fā)電、火力發(fā)電相比具有資源優(yōu)勢

利用太陽做能源，沒有廢渣、廢料、廢水、廢氣排出，沒有噪聲，不產(chǎn)生有害的物質(zhì)，因而不會污染環(huán)境，沒有公害。一年內(nèi)到達(dá)地面的太陽輻射能的總量，要比地球上每年消耗的各種能源的總量大幾萬倍。我國寧夏、甘肅、青海、新疆、西藏的大部分地區(qū)年平均日照時間在3000h以上，如果光伏電站采用固定平板式結(jié)構(gòu)，則大約有一半日照時間可利用，即年發(fā)電量為1.5kW﹒h/Wp﹒年；如果采用對日跟蹤平板式結(jié)構(gòu)，年發(fā)電量約可提高40%，即達(dá)到2.1 kW﹒h/Wp﹒年的水平；若采用聚光式結(jié)構(gòu)，年發(fā)電量約可提高47%，即達(dá)到2.2 kW﹒h/Wp﹒年。

3、與潛在的競爭對手相比具有市場優(yōu)勢

我國是石化能源資源貧國，人均能源資源不足世界平均水平的一半，耗能是以煤炭為主（約占70%）。要實(shí)現(xiàn)2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩番的目標(biāo)，能源供需矛盾十分突出，到時石化能源產(chǎn)生的CO₂排放量為全球第一（約占28%）。另外，我國西部地區(qū)約有2萬多個村、700多萬戶、3000多萬農(nóng)牧民處于無電狀態(tài)。但是，我國是富太陽能資源國，全國2/3以上地區(qū)年日照超過2000小時，荒漠面積有108萬平方公里，主要分布在西北地區(qū)，適合安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，如果利用其中的1.38萬平方公里面積，則裝機(jī)容量可達(dá)1380GWp，相當(dāng)于我國2002年的全部用電量，因此市場潛量十分巨大。充分利用太陽能源發(fā)電，這一陽光工程將給西部地區(qū)尤其是西部貧困山區(qū)帶來極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。2100433B

聚光太陽能熱發(fā)電（或稱聚焦型太陽能熱發(fā)電，英語：Concentrated solar power，縮寫：CSP）是一個集熱式的太陽能發(fā)電廠的發(fā)電系統(tǒng)。它使用反射鏡或透鏡，利用光學(xué)原理將大面積的陽光匯聚到一個相對細(xì)小的集光區(qū)中，令太陽能集中，在發(fā)電機(jī)上的集光區(qū)受太陽光照射而溫度上升，由光熱轉(zhuǎn)換原理令太陽能換化為熱能，熱能通過熱機(jī)（通常是蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)）做功驅(qū)動發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生的電力。

聚光太陽能熱發(fā)電（CSP）已被廣泛的商業(yè)化，并且從2007年至2010年年底，CSP市場已經(jīng)出現(xiàn)了約740 MW的發(fā)電能力的增加。在2010年，超過一半的發(fā)電能力（約478 MW）已被安裝，使其全球總發(fā)電能力達(dá)到1095 MW。西班牙在2010年增加了400 MW，以總的632 MW領(lǐng)先了全球，而美國截至同一年年底增加了78 MW，達(dá)到了總發(fā)電能力為509 MW，其中包括兩個化石燃料-CSP混合的發(fā)電廠。中東也提升他們的安裝基于CSP項(xiàng)目的計(jì)劃，并作為該計(jì)劃的一部分，世界上最大的CSP項(xiàng)目Shams-I已被馬斯達(dá)爾（MASDAR）安裝在阿布扎比市。

CSP不會受到云層干擾，其供電時間為用電高峰，許多CSP可以使用熔鹽儲熱，因此在沒有日照后數(shù)小時仍會發(fā)電，儲熱量也不需太高，在深夜及凌晨可以停止發(fā)電，但此時用電量較低（使用基載電力就可滿足），這樣的CSP就已經(jīng)很實(shí)用，在非高峰時間，CSP的發(fā)電量可以依需求調(diào)節(jié)（可以在短時間內(nèi)停止發(fā)電、此時聚集的熱量會完全儲存于熔鹽內(nèi)），彈性甚至比天然氣發(fā)電還要高。

CSP預(yù)計(jì)將以快速的步伐繼續(xù)增長。截至2011年4月，在西班牙建設(shè)另外946MW的容量，使新容量總計(jì)為1,789MW，預(yù)計(jì)到2013年底前投入營運(yùn)。在美國有進(jìn)一步的1.5GW的拋物線槽式和發(fā)電塔式發(fā)電廠正在建設(shè)中，并還有簽訂了至少6.2GW的合同。在北非和中東地區(qū)，以及印度和中國也存在顯著的興趣。全球市場一直被拋物線槽式發(fā)電廠占據(jù)著，占了90%的CSP發(fā)電廠。

CSP不要與聚光光伏（CPV）混為一談。聚光光伏（CPV）是通過光生伏打效應(yīng)（photovoltaic effect）把聚光的太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。 2100433B