探讨我国太阳能光热发电产业发展趋势

7月中 ·3527·

探讨我国太阳能光热发电产业发展趋势

薛伟伟

（青海黄河上游水电开发有限责任公司 青海西宁 810001）

【摘要】在世界各国倡导可持续发展的今天，人们渴望用“取之不尽，用之不竭”的可再生能源来代替有限的常规能源，而以太阳能为来源的光伏发电技术能满足人类的需要。太阳能光热发电作为一种清洁又环保的绿色能源，是未来能源结构的基础。本文介绍了太阳能光热发电的现状，分析了光热发电的趋势。

【关键词】

太阳能光热发电系统；发展现状；趋势前言

社会经济的发展对于石油、核电、煤炭以及水力等能源的依赖性强，但是这些能源的储量比较有限，在开发利用这些能源的过程中，会对环境造成严重污染。因此寻找新的能源成为了世界各国发展的迫切要求。而中国是能源需求大国，利用太阳能光热发电技术能够解决能源不足问题，还能够减少环境污染。因此研究太阳能光热发电技术有着重要的意义。

一、简述太阳能的光热发电系统

太阳能光热发电技术包括了塔式太阳能光热发电、蝶式太阳能光热发电以及槽式太阳能光热发电。其中塔式以及槽式光热发电站已经完成了商业性示范运行，对于蝶式太阳能光热发电系统的研究还处在示范阶段。笔者针对上述简述三种发电技术。

（一）槽式发电系统

槽式发电系统指的是利用槽式抛物面中的聚光装置聚光，以此进行太阳能光热发电的一种系统。本系统通常是由热机发电装置、蓄热装置、辅助能源装置以及聚光集热装置等组合而成。槽式抛物面把太阳光聚成一条焦线，并在该焦线上配备管型集热器，用来吸收太阳能。一般情况下，所有槽式聚光器采取的是串并联成方式。此外，槽式聚光器能够跟踪太阳辐射。槽式发电系统采取的是双回路设计，动力蒸汽回路与集热油回路相分离，在通过换热器后，进行热量交换，从储油罐内将低温导热油泵入槽式集热场，进行加热处理，然后利用再热装置、过热装置、蒸发装置以及预热装置等，把采集到的所有太阳热能送至蒸汽设置中，最后进入到汽轮机内做功。在太阳能的供应量不足的情况下，用辅助加热器，加热导热油，以此保证槽式发电系统的稳定运行。

（二）塔式发电系统

集中型太阳能光热发电系统也称为塔式太阳能光热系统。本系统在利用定日镜的基础上，把太阳光聚在吸热器中，聚焦的太阳辐射转变为热能，传递到热力循环工质中，最后利用驱动汽轮机达到发电的目的。塔式发电系统主要由空气系统、熔盐系统以及蒸汽系统这三个部分组合而成。因为太阳能具有间隙性特征，因此要利用蓄热器所提供的热量，补充太阳能，以此保证系统的正常运行。

（三）蝶式发电系统

这种发电系统利用的是旋转抛物面的反射镜，把太阳光聚在焦点中，太阳能接收器聚集温度高的热量，利用驱动汽车轮作为加热工质，把热能转化成电能。蝶式发电系统主要有接收器、旋转抛物面的反射镜、蓄热系统以及跟踪器这四个部分组合而成。

二、我国光热发电产业发展现状（一）国际市场突飞猛进

当前，光热发电已成为全球多个国家重点支持发展的战略性新兴产业。西班牙、美国、印度、南非等国光热发电技术成果的商业化运作已全面展开，装机容量稳步增长。截至2014年底，全球实现光热发电在运装机4533MW 。其中，西班牙在运行装机为2362MW ，居世界首位; 美国在运装机为1720MW ，居世界第二，但其以802MW 的新增装机容量领跑全球。并且美国光热发电开发呈现大规模的发展趋势，基本上所有规划电站或在建、在开发光热电站的装机规模都在100MW 以上; 另外，南非100MW 塔式光热发电项目也开始启动，印度、摩洛哥等新兴市场也逐步加快了市场拓展的步伐。当前是我国抢占全球光热制高点的关键时期，如果到“十二五”末，我国在大型项目（50MW 以上商业化运行光热电站）上未能实现零的突破，我们将丧失在该行业全球竞争

的主导权。

（二）我国市场蓄势待发

2003年我国就开始酝酿建设光热发电示范项目，但目前我国光热发电总体还处于产业化导入阶段，已建成项目基本以小型示范电站为主，大型光热电站正处于建设阶段，尚无规模化运行的光热电站。据CSPPLAZA 研究中心统计，中国2014年的光热发电新增装机仅有约2MW ，包括兆阳1MW 示范项目和润阳1MW 塔式示范项目。但是通过国内光热发电企业和整个行业近十年的努力，我国光热发电在技术上已基本成熟，现已能生产部分的光热发电核心设备和关键配件，同时国内企业在光热产业链上下游元件生产方面高速成长，基本具备全产业链生产能力。目前，国内数个数十兆瓦的商业化光热发电项目已相继启动，2013年以来，仅我国西北地区，已经批准了20多个光热发电项目，多个项目已在前期准备当中。目前，在建大型项目包括中广核德令哈50MW 槽式电站、首航敦煌10MW 塔式电站和兆阳张家口50MW 改进型菲涅尔电站。

三、太阳能光热发电的发展趋势展望太阳能光热发电技术（CSP 技术），在今后的研究与发展当中，必然朝着持续发电、高参数、大容量的趋势发展，即未来的研发工作，高参数主要指的是热点转换效率高、聚光比高以及运行温度高。所以CSP 技术必须要在太阳能热电转换、高热流密度下的传热、高精密度跟踪控制系统以及高反射率高精度发射镜等关键设施与技术方面进行科研，不断增大研究的力度。大容量指的是发电规模必须要大，要尽可能实现GM 级的发电水平，必须要通过在单位发电成本与摊薄投资成本实现突破，逐渐能够形成与火力发电成本进行价格竞争的水平。发电持续性指的是提升光热发电技术的储热能力。现阶段的储热介质主要包含熔融盐、蒸汽以及导热油等，在这当中熔融盐具有最佳的储热能力。现阶段，西班牙Andasol1电站当中所采用的熔融盐最高能够存储7。5h 发电量的热量，而西班牙Andasol 电站与意大利Archimede 电站最高能够实现储存15h 发电量的热量。随着蓄热技术的不断发展，其已经能够保证光热发电站能够有效应对天气阴晴变化与走也变化，其持续性与稳定性都得到了有效的保障。

从我国当前的状况来看，随着我国对于可再生能源研发工作的不断重视，光热发电技术在我国最近几年发发展非常迅速，我国工程热物理所、科学院电工研究所等各个科研机构与许多太阳能企业已经在着手进行太阳能光热发电技术方面的研发工作。现阶段，我国科学家已经针对槽式聚光单元、碟式发电系统以及塔式发电系统等进行了深入的研发，并且已经有效掌握了一些太阳能光热发电方面的核心技术，相信不久的将来，我国从系统设计、基本材料以及主机设施集成的太阳能光热发电产业链必然能够获得长足的进展。此外，特高压电网建设早就已经列入我国电网“一二五”规划，在2015年就能够构建一条从西部、西北到华北、华东、华南的“三纵三横”跨区域特高压线路，从而有效保证我国西北区域的光热电站能够将自身的电力输送至东南部地区。

四、结语

太阳能光热发电技术的运用，能够更好地解决资源、环境以及能源等诸多问题。太阳能作为一种可再生能源，具有清洁、取之不竭等优点。利用太阳能发电对于保护环境以及开拓新能源都起着积极的作用。现阶段，太阳能光热发电技术都是较为先进的太阳能发电技术。笔者建议要加大研究力度。

参考文献：

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[3]张明宝，张春伟，唐卉。浅析太阳能光热发电技术的发展[J]。锅炉制造，2011（6）：145-146。