光热发电的原理和优势介绍

随着国家的重视与提倡，光热发电技术正以一种蓬勃的姿态展现在人们的视野之中，下面我们一起来看看光热发电的原理和优势介绍。

    光热发电的原理和优势介绍

    光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能，将传热介质加热到几百度的高温，传热介质经过换热器后产生高温蒸汽，从而带动汽轮机产生电能。此处的传热介质多为导热油与熔盐。通常我们将整个的光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。

    集热系统：集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。如果说集热系统是整个光热发电的核心，那么聚光装置就是集热系统的核心。聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。其反射率、焦点偏差等均能影响发电效率。目前国内生产的聚光镜，效率可以达到94%，与国外生产的聚光镜效率相差不大。集热系统采集太阳能，将太阳能转化为热能。

    热传输系统：热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。利用传热介质将热能输送给蓄热系统。传热介质多为导热油和熔盐。理论上，熔盐比导热油温度高，发电效率大，也更安全。热传输系统一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。热传输系统的基本要求是：传热管道损耗小、输送传热介质的泵功率小、热量传输的成本低。在热传输过程中，传热管道越短，热损耗就越小。

    蓄热与热交换系统：个人认为，光热发电技术在蓄热与热交换系统中充分体现了对比光伏发电技术的优势。即将太阳热能储存起来。可以在夜间发电，也可以根据当地的用电负荷，适应电网调度发电。蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。蓄热系统中对储热介质的要求为：储能密度大，来源丰富且价格低廉，性能稳定，无腐蚀性，安全性好，传热面积大，热交换器导热性能好，储热介质具有较好的黏性。目前我国正在研究蓄热的各种新技术新材料，更有专家提出用陶瓷等价格低廉的固体蓄热，以达到降低发电成本的效果。

    发电系统：用于太阳能热发电系统的发电机有汽轮机、燃气轮机、低沸点工质汽轮机、斯特林发电机等。这些发电装置，可根据汽轮机入口热能的温度等级及热量、蒸汽压力等情况进行选择。对于大型光热发电系统，由于其温度等级与火力发电系统基本相同，可选用常规的汽轮机；工作温度在800℃以上时，可选用燃气轮机；对于小功率或者低温的太阳能发电系统，则可选用低沸点工质汽轮机或斯特林发动机。目前使用的汽轮机，空冷居多。虽然光热技术的发电系统类似于火力发电系统，但是还是有一定的区别，这样就要要求汽轮机具有频繁启停、快速启动、低负荷运行、高效性等特点。

    三大优势铸就发展基石

    “光热发电是战略性的可再生能源技术，虽然当前尚有技术和经济性的问题需要解决，但发展光热发电没有不可逾越的障碍，相对于其他电源，光热发电具有独特优势。”中国电力企业联合会副秘书长孙永安在“2014清洁电力高峰论坛”上表示。

    可再生能源发展“十二五”规划提出了光热发电发展目标，到2015年达到100万千瓦。这一目标重要的意义体现了国家发展光热发电的决心和导向。

    国家太阳能光热发电产业技术创新战略联盟理事长王志峰认为，光热发电在发电效率和稳定性上优于光伏发电。

    近五年来，随着技术的快速进步、产业的发展和对清洁能源需求的增加，光热发电逐渐在多个国家和地区成为可再生能源领域的投资热点。

    孙永安认为，我国发展光热发电具有三大优势。其一，大规模发展光热发电有助于推动可再生能源的整体发展和电力结构的转型。大规模开发光热发电可以缓解西部和北部的风电、光伏发电并网困难局面，共同组成清洁发电系统，提高可再生能源在电源结构中的比例。其二，发展光热发电对经济和相关产业的拉动作用非常显着。光热发电产业链绝大部分为制造业，光热发电系统集成运行控制成为新兴产业，因此光热发电不仅是提供一种清洁能源供电方案，更重要的是可以拉动经济和多项传统的新兴产业的发展。其三，光热发电市场面广，发展潜力巨大。我国太阳能资源丰富，尤其是西部和北部地区，土地和太阳资源可以满足光热发电大规模发展需求。

    从技术角度上看，王志峰认为光热发电有其独到的三大优势。一是上网功率平稳，时间长。考虑云遮情况，目前蓄热时间10小时左右，而光伏却没有蓄电系统。二是余热综合利用，这是其他新能源所没有的特性。这个特性可使光热发电与常规能源实现互补，实现减煤目标，达到节能减排效果。三是优异的环境特性。光热发电每千千瓦时电量排出二氧化碳仅有12千克，光伏发电是110千克，天然气发电为435千克，煤电为900千克。

    据介绍，太阳能热发电在早上6点钟以前即可供应能量，之后可持续供应能量到24点，这是光伏发电所不能达到的。

    “目前世界太阳能热发电技术不是在酝酿状态，而是已经发挥了重大作用。”王志峰表示。2013年6月30日，西班牙光热发电最大贡献达到全国用电量的7.7%，日均贡献达到4.6%，月平均达到3.4%。我国目前还没有一种清洁能源能达到这样的贡献率，这说明光热发电是可以承担大任的新能源。