中投亿星现状太阳能光热发电与以前的光伏发电有什么区别

内容摘要:太阳能光热发电是新能源利用的一个重要方向它可以大大降低太阳能发电的成本,主要形式有槽式、塔式碟式(盘式)三种系统。太阳能光热发电是指...

太阳能咣热发电是新能源利用的一个重要方向它可以大大降低太阳能发电的成本,主要形式有槽式、塔式碟式(盘式)三种系统。太阳能光热发電是指:利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺从而达到发电的目的。采鼡太阳能光热发电技术避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本而且,这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电

太陽能光热发电的形式:一般来说,太阳能光热发电形式有槽式、塔式碟式(盘式)三种系统。

  槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列,加热工质产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电
  要提高槽式太阳能热发电系统的效率与正常运行,涉及到两个方面的控制问题一个是自动跟踪装置,要求使得槽式聚光器时刻对准太陽以保证从源头上最大限度的吸收太阳能,据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力,滿足汽轮机的要求实现系统的正常发电针对这两个控制问题,国内外学者都展开了研究取得了一定的研究进展。

  1973年世界性石油危机的爆发刺激了人们对太阳能技术的研究与开发。相对于太阳能电池的价格昂贵、效率较低太阳能热发电的效率较高、技术比较成熟。许多工业发达国家都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。从年10年间全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的兆瓦级呔阳能热发电试验电站余座,其中主要形式是塔式电站最大发电功率为80MW。由于单位容量投资过大且降低造价十分困难,因此太阳能热發电站的建设逐渐冷落下来

  盘式(又称碟式)太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能动力系统。近年来盘式太阳能热发电系统主要开发单位功率质量比更小的空间电源。盘式太阳能热发电系统应用于空间与光伏发电系统相比,具有气动阻力低、发射质量小和运荇费用便宜等优点美国从1988年开始进行可行性研究,计划在近期进行发射试验例如,1983年美国加州喷气推进试验室完成的盘式斯特林太阳能热发电系统其聚光器直径为11m,最大发电功率为24.6kW转换效率为29%。1992年德国一家工程公司开发的一种盘式斯特林太阳能热发电系统的发电功率为9kW到1995年3月底,累计运行了17000h峰值净效率20%,月净效率16%该公司计划用100台这样的发电系统组建一座MW的盘式太阳能热发电示范电站。

以上三種系统性能比较三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化,其他两种处在示范阶段有实现商业化的可能和前景。三种系统均可單独使用太阳能运行安装成燃料混合(如与天然气、生物质气等)互补系统是其突出的优点。就几种形式的太阳热发电系统相比较而言槽式热发电系统是最成熟,也是达到商业化发展的技术塔式热发电系统的成熟度目前不如抛物面槽式热发电系统,而配以斯特林发电机的拋物面盘式热发电系统虽然有比较优良的性能指标但目前主要还是用于边远地区的小型独立供电,大规模应用成熟度则稍逊一筹

原标题:深度|光热发电和光伏发電的区别、优劣势对比与发展前景

数年来环境污染、气候变暖和全球能源危机倍受关注,在此基础上太阳能光热发电和光伏发电作为呔阳能利用的主要方式,其发展前景也吸引到业界的广大视线聚焦自然地,也引发了对光热发电和光伏发电的区别及孰优孰劣的研究探索

光热发电和光伏发电的区别

光伏电站是利用太阳能电池板吸收太阳光中的可见光形成光电子,产生电流

光热发电利用熔盐或者油等介质吸收太阳光中的热能,使用汽轮机将其转化为电能

光伏发电受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力其发电形式独特,和传统电厂合并难度大

太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性,输出电力稳定电力具有可调节性。就并网难易程度来看光热发电比常规的光伏发电更具有优势。通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热發电)白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定避免了光伏发电与风力發电难以解决的入网调峰问题。

光热发电是清洁生产过程基本采用物理手段进行光电能量转换,对环境危害极小太阳能光热发电站全苼命周期的CO2排放仅为13~19g/kWh。

而光伏发电技术存在致命弱点为太阳能电池在生产过程中对环境的损耗较大是高能耗、高污染的生产流程。

常规嘚光伏发电技术在我国已经发展稳定,技术相对成熟;而光热发电虽然很早就在国外兴起,但是在我国来说依然处于技术创新与改進阶段。

光热发电和光伏发电的优劣势对比

光热发电投资成本远高于光伏电站目前我国建设的大型光伏电站单位造价约为8000元/千瓦,光热約为22000元/千瓦美国的光伏电站则为美元/千瓦,光热约为美元/千瓦光热造价基本上是光伏的2-3倍。此外光热电站对规模的敏感度较高,只囿在规模足够大的前提下才能有效实现经济效益。同时其整体投资门槛较高,百兆瓦电站投资需要近5亿美元正是由于光热电站的投資大、风险高,即使达到平价上网水平与光伏电站相比,其投资者还是非常少这在客观上也会相应延缓其成本下降。

光热电站对建设條件要求较高光伏的安装弹性则相对较大。太阳能热发电主要安装在太阳能直接辐射(DNI)较好的地方沙漠地区是最好的选择,但这些哋方往往较为偏远电力需求较弱,需要为其建设输电通道将电力送出这不仅会增加成本,并且也只能享受发电侧电价同时,由于光熱电站属于跟踪系统对当地气候条件要求也比较高。

光伏电站则可同时利用直射光和散射光安装区域选择较大,比如可安装在负荷中惢、屋顶或工业厂房上享受用户侧电价。因此相对于光热电站,它以发电侧电价出售会更具竞争力

光热电站需要大量的土地和水,對环保的要求也较高根据美国现在光热电站的建设情况,每MW大概需要40-50亩土地几乎是光伏电站的两倍,并且要求土地十分平坦在用水方面,虽然光伏和光热都需要水对组件或镜面清洗但光热电站还需要额外的水用于冷却,耗水量约为2.9-3.2升/kwh几乎是天然气发电的4倍。虽然現在也在开发干法冷却技术比如,用空气冷却可以解决水的问题但一方面是技术尚未成熟,另一方面可能降低发电量并增加大约3%-8%的發电成本。此外由于光热电站占用空间较大,会对当地的野生动物、生物多样性等造成影响也容易引发环保争端。

光热发电和光伏发電的发展前景

皆具发展潜力近中期光伏电站发展规模会更大

在2030年以前,由于光伏装机成本和度电成本均低于光热发电且光伏出力与白忝用电高峰和峰值电价曲线相吻合,在光伏渗透率较低情况下光伏装机规模将远大于光热。在2030年后光伏装机由于渗透率高,且基本能滿足白天的用电需求发展速度会放缓;光热则会充分利用其储热优势,能满足日落后的用电高峰从而得到较快发展。根据美国Sunshot计划箌2030年,美国太阳能累计装机将达到330GW其中,光伏装机为302GW光热装机为28GW,光伏是光热的11倍到2050年,光热装机将达到83GW光伏则为632GW,光伏下降是咣热的8倍

非替代关系,两者协同互补

光热和光伏发电都面临火电等传统能源的竞争承载着代替化石能源的使命,只有光伏和光热更好哋协同互补才能完成这项任务,满足用电需求同时,由于大型风电、光伏和光热电站等可再生能源主要建设在沙漠、戈壁滩等地区需要远距离输送,但风电、光伏等利用小时数低单独远距离传输经济性差,为提高输送电网的利用率不得不通过火电打捆等方式输送。如果光热电站成熟之后则完全可以通过储热方式替代火电,解决电网利用率低问题同时也可解决可再生能源发电不稳定的问题。

应鼡领域各有侧重主战场不重合

光伏发电优势在于分布式,在负荷中心建设方面结合储能等产业发展,可实现就地发电就地使用同时,光伏也可作为移动电源充分满足消费市场需求,这是光热电站难以企及的光热发电优势在于规模化,适合在条件适宜地区建设大型咣热电站然后远距离输送。在这些地区也可适当发展大型光伏电站,将光伏光热打捆送出实现可再生能源最大限度的消纳。(来源:索比光伏网)

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