聚光太陽(yáng)能發(fā)電簡(jiǎn)介

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;

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(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%。

太陽(yáng)能反射器基本原理

聚光太陽(yáng)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(guò)此加熱循環(huán)水，將水加熱，產(chǎn)生水蒸氣，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)使發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以此來(lái)發(fā)電。

聚光太陽(yáng)能發(fā)電與太陽(yáng)能電池不同，太陽(yáng)能電池使用太陽(yáng)電池板將太陽(yáng)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。

塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，又稱之為集中型太陽(yáng)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(tái)大型定日鏡在雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)作用下，將太陽(yáng)光反射聚集到接收塔上的吸熱器，吸熱器將太陽(yáng)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(duì)外做功，驅(qū)動(dòng)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(chǔ)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(chǎng)和吸熱場(chǎng)的優(yōu)化配合還需進(jìn)一步研究。

太陽(yáng)能反射器發(fā)展現(xiàn)狀

對(duì)于光伏組件，大致可以分為非聚光的平板太陽(yáng)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(kāi)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(duì)日跟蹤，通常是用在有一定場(chǎng)地和空間的場(chǎng)合，市場(chǎng)主要定位在鄉(xiāng)村、臺(tái)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(guó)家（如美、日、德、澳等）主要發(fā)展平板太陽(yáng)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(lái)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(zhǎng)期性能），對(duì)日跟蹤系統(tǒng)精度要求較高。

太陽(yáng)能反射器發(fā)展優(yōu)勢(shì)

1、與其它產(chǎn)業(yè)相比具有產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

我國(guó)政府一直把研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能和可再生資源技術(shù)列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃，大大推動(dòng)了我國(guó)太陽(yáng)能和可再生能源技術(shù)的發(fā)展。二十多年來(lái)，太陽(yáng)能利用技術(shù)和研究開(kāi)發(fā)、商品化生產(chǎn)、市場(chǎng)開(kāi)拓等方面都獲得了長(zhǎng)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(guó)已在太陽(yáng)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(wú)電地區(qū)人民的生活用電發(fā)揮了作用。近幾年我國(guó)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(wú)電地區(qū)的供電問(wèn)題作出了很大貢獻(xiàn)，并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。隨著我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏能源將在中國(guó)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(shì)

利用太陽(yáng)做能源，沒(méi)有廢渣、廢料、廢水、廢氣排出，沒(méi)有噪聲，不產(chǎn)生有害的物質(zhì)，因而不會(huì)污染環(huán)境，沒(méi)有公害。一年內(nèi)到達(dá)地面的太陽(yáng)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(wàn)倍。我國(guó)寧夏、甘肅、青海、新疆、西藏的大部分地區(qū)年平均日照時(shí)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(shí)間可利用，即年發(fā)電量為1.5kW﹒h/Wp﹒年；如果采用對(duì)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)

我國(guó)是石化能源資源貧國(guó)，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(guó)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(shí)石化能源產(chǎn)生的CO₂排放量為全球第一（約占28%）。另外，我國(guó)西部地區(qū)約有2萬(wàn)多個(gè)村、700多萬(wàn)戶、3000多萬(wàn)農(nóng)牧民處于無(wú)電狀態(tài)。但是，我國(guó)是富太陽(yáng)能資源國(guó)，全國(guó)2/3以上地區(qū)年日照超過(guò)2000小時(shí)，荒漠面積有108萬(wàn)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(wàn)平方公里面積，則裝機(jī)容量可達(dá)1380GWp，相當(dāng)于我國(guó)2002年的全部用電量，因此市場(chǎng)潛量十分巨大。充分利用太陽(yáng)能源發(fā)電，這一陽(yáng)光工程將給西部地區(qū)尤其是西部貧困山區(qū)帶來(lái)極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2100433B

聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電（或稱聚焦型太陽(yáng)能熱發(fā)電，英語(yǔ)：Concentrated solar power，縮寫：CSP）是一個(gè)集熱式的太陽(yáng)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(yáng)光匯聚到一個(gè)相對(duì)細(xì)小的集光區(qū)中，令太陽(yáng)能集中，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)換原理令太陽(yáng)能換化為熱能，熱能通過(guò)熱機(jī)（通常是蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)）做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生的電力。

聚光太陽(yáng)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(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了約740 MW的發(fā)電能力的增加。在2010年，超過(guò)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(guó)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(gè)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(huì)受到云層干擾，其供電時(shí)間為用電高峰，許多CSP可以使用熔鹽儲(chǔ)熱，因此在沒(méi)有日照后數(shù)小時(shí)仍會(huì)發(fā)電，儲(chǔ)熱量也不需太高，在深夜及凌晨可以停止發(fā)電，但此時(shí)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(shí)間，CSP的發(fā)電量可以依需求調(diào)節(jié)（可以在短時(shí)間內(nèi)停止發(fā)電、此時(shí)聚集的熱量會(huì)完全儲(chǔ)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(zhǎng)。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(yíng)運(yùn)。在美國(guó)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(guó)也存在顯著的興趣。全球市場(chǎng)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(guò)光生伏打效應(yīng)（photovoltaic effect）把聚光的太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電能。 2100433B