什么是太陽能熱發電？主要類型及優缺點一覽

1.什么是太陽能熱發電

通常所說的太陽能熱發電技術，主要是指太陽能間接發電技術，就是通過聚光器將太陽福射能聚集，并將聚集到的能量通過熱交換裝置產生高溫蒸汽，從而驅動蒸汽輪機發電。太陽能作為最有可能代替化石燃料的能源，具有很大的發展前景和空間。

2.太陽能熱發電主要類型及優缺點

當前太陽能熱發電按照太陽能采集方式可劃分為太陽能槽式發電、太陽能塔式熱發電、太陽能碟式熱發電。

(1)槽式太陽能熱發電

槽式發電是最早實現商業化的太陽能熱發電系統。右圖為一個槽式太陽能熱發電系統。它采用大面積的槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦反射到線形接收器(集熱管)上，通過管內熱載體將水加熱成蒸汽，同時在熱轉換設備中產生高壓、過熱蒸汽，然后送入常規的蒸氣渦輪發電機內進行發電。槽式拋物面太陽能發電站的功率為10~1000 MW，是目前所有太陽能熱發電站中功率最大的。通常接收太陽光的采光板采用模塊化布局，許多采光板通過串并聯的方式，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發電的穩定性，通常在發電系統中加入化石燃料發電機。當太陽光不穩定的時候，化石燃料發電機補充發電，來保證發電的穩定性和實用性。一些國家已經建立起示范裝置，對槽式發電技術進行深入的研究。

優點：1)具有商業運行的經驗(1.2 10 kWh)，潛在的運行溫度可達500 ℃(商業化運行的溫度已達到400 ℃)。2)商業化的年凈效率14 %。3)最低的材料要求。4)可以模塊化或聯合運行，可以采用蓄熱降低成本。

缺點：導熱油傳熱工質的使用限制了運行溫度只能達到400 C，只能停留在中溫階段。

(2)塔式太陽能熱發電

塔式太陽能熱發電是采用大量的定向反射鏡(定日鏡)將太陽光聚集到一個裝在塔頂的中央熱交換器(接受器)上，接受器一般可以收集100MW的輻射功率，產生1100 C的高溫。

塔式太陽能熱發電技術最初用蒸汽，它可以直接推動汽輪機發電;但是由于太陽能隨氣候變化不定，因此蒸汽參數很難控制，而且熱量損失大。上世紀90年代初，美國發明了一種鹽塔式太陽能熱發電裝置，它改用鹽熔液作為熱載體并建立了一個10MW實驗電站，所用的鹽熔體由硝酸鉀、硝酸鈉和氯化鈉的混合物構成，價格低廉、熱傳導性良好，可以在常壓下儲存在大型容器里;但是由于熔鹽有相對高的凝固點(120 C~140 C)所流經的管路在系統啟動時要進行預熱。上世紀80年代后期，還有人提出采用空氣作為熱載體;空氣的熱傳導性雖然不好，但它的工作溫度范圍大、操作簡單、無毒性，不僅能和蒸汽驅動的汽輪機相連，還可以直接利用高溫空氣驅動燃氣輪機，效率更高;在這種方案中，聚焦的光線被投射到一種透氣材料(例如一種金屬絲編織物)，空氣從這種被加熱的材料中通過，由于空氣和這種集熱材料的接觸面很大，故傳熱很快，效率很高，而且可以把空氣加熱到700℃的高溫。

優點:1)從中期來看具有高的轉化效率和潛在的運行溫度超過1000 C(56 5 C在10MW的電站中實現)。2)可高溫蓄熱。3)可聯合運行

缺點：處于實驗示范階段，商業化的投資和運行成本需要證實。

(3)碟式太陽能熱發電

碟式(又稱盤式)太陽能熱發電系統是世界上最早出現的太陽能動力系統，是目前太陽能發電效率最高的太陽能發電系統，最高可達到29.4%。碟式系統的主要特征是采用碟(盤)狀拋物面鏡聚光集熱器，該集熱器是一種點聚焦集熱器，可使傳熱工質加熱到750℃左右，驅動發動機進行發電。這種系統可以獨立運行，作為無電邊遠地區的小型電源，一般功率為10~25Kw，聚光鏡直徑約10~15m;也可用于較大的用戶，把數臺至十臺裝置并聯起來，組成小型太陽能熱發電站。

優點：1)非常高的轉化效率，峰值效率30%。2)可模塊化或聯合運行。3)處于實驗示范階段。

缺點：商業化的可行性需要證實。大規模生產的預計成本目標需要證實。

以上就是有關于太陽能熱發電的定義、主要類型及優缺點的全面梳理，如果還想了解更多太陽能領域的相關內容，敬請關注三個皮匠報告網站。

推薦閱讀

太陽能汽車是什么?怎么樣?優缺點介紹

新能源技術包括哪些?有什么特征?

《太陽能-光伏電站運維龍頭受益于綠電市場化-220222(21頁).pdf》

《能源行業觀察系列：極端氣候之變能源轉型之思兼論新舊能源協同下的傳統能源長期邏輯-220906(46頁).pdf》