光伏發(fā)電與光熱發(fā)電兩者有什么不同

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源提出越來(lái)越高的要求，尋找新能源成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題?，F(xiàn)有電力能源的來(lái)源主要有4種，即火電、水電、核電和風(fēng)力發(fā)電?；痣娦枰紵?、石油等化石燃料。一方面，化石燃料蘊(yùn)藏量有限、越燒越少，正面臨著枯竭的危險(xiǎn)；另一方面燃燒將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨，惡化地球環(huán)境。水電要淹沒(méi)大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型水庫(kù)一旦塌崩，后果將不堪設(shè)想。另外，一個(gè)國(guó)家的水力資源也是有限的，而且還要受季節(jié)的影響。

　　核電在正常情況下固然是干凈的，但萬(wàn)一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故已使900萬(wàn)人受到了不同程度的損害；2011年3月11日13時(shí)46分，日本福島發(fā)生9.0級(jí)地震，引發(fā)震驚國(guó)際的福島核電站事故，造成核電站附近30公里成為無(wú)人區(qū)；方圓5公里的海洋資源將受到不同程度的影響或是海洋生物變異。

　　風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔的可再生能源，具有廣泛的發(fā)展前景。風(fēng)能儲(chǔ)量大，廣泛發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是解決中國(guó)能源供應(yīng)應(yīng)不足的有效途徑；風(fēng)力發(fā)電屬于清潔能源的應(yīng)用，是減少溫室氣體排放的有效途徑。

　　新能源要同時(shí)符合兩個(gè)條件：一是蘊(yùn)藏豐富不會(huì)枯竭；二是安全、干凈，不會(huì)威脅人類和破壞環(huán)境。找到的新能源主要有兩種，一是太陽(yáng)能，二是燃料電池。

　　21世紀(jì)內(nèi)太陽(yáng)能將成為全球主要能源之一，是最原始的能源，地球上幾乎所有其他能源都直接或間接來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。太陽(yáng)能太陽(yáng)能具有資源充足、長(zhǎng)壽，分布廣泛、安全、清潔，技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)。 由于太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)換成多種其他形式的能量，因此應(yīng)用范圍非常廣泛，在熱利用方面有太陽(yáng)能溫室、物品干燥和太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱水器等。 經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，太陽(yáng)能發(fā)電也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

　　從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)太陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同。要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達(dá)到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電同的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

　　光伏發(fā)電

　　光伏發(fā)電是指無(wú)需通過(guò)熱過(guò)程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。 它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。 光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能級(jí)半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實(shí)際應(yīng)用的是光伏電池。

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成，其中太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽(yáng)能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池兩類，前者包括單晶硅電池、多晶硅電池兩種，后者主要包括非晶體硅太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池和碲化鎘太陽(yáng)能電池。

　　單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高可達(dá)23%，在太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高，但其制造成本高。單晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年。多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為14%到16%，其制作成本低于單晶硅太陽(yáng)能電池，因此得到大量發(fā)展，但多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命要比單晶硅太陽(yáng)能電池要短。

　　薄膜太陽(yáng)能電池是用硅、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽(yáng)能電池。薄膜太陽(yáng)能電池可以使用質(zhì)輕、價(jià)低的基底材料（如玻璃、塑料、陶瓷等）來(lái)制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度不到1微米，便于運(yùn)輸和安裝。然而，沉淀在異質(zhì)基底上的薄膜會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，因此現(xiàn)有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池的規(guī)?；慨a(chǎn)轉(zhuǎn)換效率只有12%到14%，而其理論上限可達(dá)29%。如果在生產(chǎn)過(guò)程中能夠減少碲化鎘的缺陷，將會(huì)增加電池的壽命，并提高其轉(zhuǎn)化效率。這就需要研究缺陷產(chǎn)生的原因，以及減少缺陷和控制質(zhì)量的途徑。太陽(yáng)能電池界面也很關(guān)鍵，需要大量的研發(fā)投入。

　　光熱發(fā)電

　　通過(guò)水或其他工質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱為光熱發(fā)電。先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，它有兩種轉(zhuǎn)化方式：一種是將太陽(yáng)熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等；另一種方式是將太陽(yáng)熱能通過(guò)熱機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過(guò)是其熱能不是來(lái)自燃料，而是來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能熱發(fā)電有多種類型，主要有以下五種：塔式系統(tǒng)、槽式系統(tǒng)、盤(pán)式系統(tǒng)、太陽(yáng)池和太陽(yáng)能塔熱氣流發(fā)電。 前三種是聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，后兩種是非聚光型。 一些發(fā)達(dá)國(guó)家將太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)作為國(guó)家研發(fā)重點(diǎn)，制造了數(shù)十臺(tái)各種類型的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范電站，已達(dá)到并網(wǎng)發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用水平。

　　目前世界上現(xiàn)有的最有前途的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)大致可分為：槽形拋物面聚焦系統(tǒng)、中央接受器或太陽(yáng)塔聚焦系統(tǒng)和盤(pán)形拋物面聚焦系統(tǒng)。在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的三種形式是：30～ 80MW聚焦拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱拋物面槽式)；30～ 200MW點(diǎn)聚焦中央接收式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱中央接收式)；7.5～ 25kW的點(diǎn)聚焦拋物面盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱拋物面盤(pán)式)。

　　聚焦式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的傳熱工質(zhì)主要是水、水蒸汽和熔鹽等，這些傳熱工質(zhì)在接收器內(nèi)可以加熱到攝氏450度然后用于發(fā)電。此外，該發(fā)電方式的儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以將熱能暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)小時(shí)，以備用電高峰時(shí)之需。

　　拋物槽式聚焦系統(tǒng)是利用拋物柱面槽式發(fā)射鏡將陽(yáng)光聚集到管形的接收器上，并將管內(nèi)傳熱工質(zhì)加熱，在熱換氣器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)是利用一組獨(dú)立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡，將陽(yáng)光聚集到一個(gè)固定塔頂部的接收器上以產(chǎn)生高溫。

　　除了上述幾種傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱發(fā)電方式以外，太陽(yáng)能煙囪發(fā)電、太陽(yáng)池發(fā)電等新領(lǐng)域的研究也有進(jìn)展。