光熱發(fā)電與光伏發(fā)電的應(yīng)用前景

【專家解說】：要把這個(gè)話題說清楚，幾句話說不完（話有點(diǎn)長(zhǎng)）。 當(dāng)人們提到太陽能熱利用時(shí)，總是首先想到“生產(chǎn)熱水”這一簡(jiǎn)單的功能，然而技術(shù)的發(fā)展早已突破了人們的想象。 　　實(shí)際上，太陽能熱利用主要分為低溫?zé)崂谩⒅袦責(zé)崂煤透邷責(zé)崂?。太陽能熱水器只是低溫的太陽能利用，是太陽能熱利用的很小部分?　　“在中國(guó)，工業(yè)用能約占70%的能耗，因此工業(yè)中高溫用熱已經(jīng)成為目前高能耗的主要來源。在太陽能的中高溫應(yīng)用領(lǐng)域方面，如太陽能熱發(fā)電、取暖、制冷、海水淡化、啤酒發(fā)酵等，我國(guó)目前基本上還是一片空白。”。 　　光伏與光熱之區(qū)別 　　太陽能無疑是目前地球上可以開發(fā)的最大可再生能源。根據(jù)對(duì)到達(dá)地球上的太陽輻射能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化形式的不同，太陽能的利用可以分為光熱和光伏兩大類別。 　　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)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。 　　而光熱利用按溫度可分為中低溫和高溫利用。中低溫主要包括太陽能熱水器、太陽能建筑供暖制冷、太陽能海水淡化、太陽能干燥等；高溫?zé)崂弥饕ㄌ柲軣岚l(fā)電及太陽能熱化學(xué)等。 　　目前，太陽能熱發(fā)電技術(shù)主要包括4類，槽式、線性菲涅爾式、碟式及塔式。其中，槽式和塔式太陽能熱發(fā)電站目前均已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)行，而碟式及線性菲涅爾式則分別處于樣機(jī)示范及系統(tǒng)示范階段。 　　光伏發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用場(chǎng)合沒有明顯限制，有陽光資源的地方都可安裝光伏系統(tǒng)。在輻照不好或者夜間，光伏系統(tǒng)通過對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。 　　不過，規(guī)模化光伏電站若采用蓄電池儲(chǔ)能，其成本仍然較高，且蓄電池的使用壽命有待考驗(yàn)。 　　而太陽能光熱利用中除了可以通過材料吸收太陽輻射光譜中不同波長(zhǎng)的光能并將其轉(zhuǎn)化為熱能供直接使用外，還可以利用聚光器將低密度的太陽能匯聚，生成高密度的能量，加熱工作介質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。聚光器的聚焦方式有點(diǎn)聚焦、線聚焦等，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生了碟式、塔式、槽式及菲涅爾式等幾種主要的太陽能熱發(fā)電形式， 　　與常規(guī)火電站相比，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的“熱—功—電”轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)所采用的熱力循環(huán)模式及設(shè)備基本是相同的。在輻照連續(xù)的條件下，太陽能熱發(fā)電站可以直接產(chǎn)生與火電站完全相同的滿足電網(wǎng)品質(zhì)要求的交流電，保證電網(wǎng)的電壓和頻率穩(wěn)定。 　　但太陽輻射能本身具有隨季節(jié)、白天時(shí)段不同而不連續(xù)變化的特點(diǎn)，受天氣條件影響較大。儲(chǔ)熱材料技術(shù)的發(fā)展，已為實(shí)現(xiàn)規(guī)模化穩(wěn)定運(yùn)行的太陽能熱發(fā)電站提供了可能?！霸诤线m的選址區(qū)域，帶有一定容量?jī)?chǔ)熱系統(tǒng)的太陽能熱發(fā)電站，將不僅可產(chǎn)生滿足用戶需求的電能，還能根據(jù)電網(wǎng)中用電負(fù)荷的變化，起到調(diào)峰作用”。 　　另外從實(shí)際電站運(yùn)行的角度來看，太陽能熱發(fā)電比太陽能光伏發(fā)電有對(duì)現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)更好的兼容性。但是，相比光伏發(fā)電，對(duì)能夠體現(xiàn)太陽能熱發(fā)電經(jīng)濟(jì)性所需要的太陽能輻射資源及規(guī)?；萘康囊笠哺摺?　　當(dāng)然，“建立具有經(jīng)濟(jì)性的規(guī)模化太陽能熱發(fā)電站，同時(shí)需要大片的土地及豐富的太陽能直射資源?！辈贿^，中國(guó)的沙化土地面積達(dá)169萬平方公里，其中有水力和電網(wǎng)資源的沙地約有30萬平方公里，有充分的土地資源條件發(fā)展太陽能熱發(fā)電。而且根據(jù)全國(guó)700多個(gè)氣象站長(zhǎng)期觀察積累的資料表明，中國(guó)各地的太陽能輻射年總量大致在831-2333kwh/m2之間，其平均值約為1628kwh/m2。尤其在西藏西部、新疆東南部、青海西部及甘肅西部等地區(qū)，年輻射總量可達(dá)1855-2333kwh/m2，滿足建造具有經(jīng)濟(jì)性的規(guī)模化太陽能熱發(fā)電站所對(duì)應(yīng)的輻射資源要求。 　　“太陽能熱發(fā)電相比其他幾種可再生能源及燃煤、天然氣發(fā)電，單位容量電站在其生命周期內(nèi)所排放的溫室氣體CO2量也是最低的”。