上海市太阳能学会

什么是光热发电？

光热发电又叫做太阳能聚热发电

利用大规模阵列式的

◆ 平面反光镜

◆ 抛物面反射镜

◆ 碟形太阳光反射镜

将太阳热能反射到既定的小区域

从而收集太阳热能

再通过热交换装置提供蒸汽

结合传统汽轮发电机的工艺

从而达到发电的目的

简单来说

光热发电就是利用太阳光的热量来发电

采用太阳能热发电技术

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

还有其他形式的太阳能转换

无法比拟的优势

那就是

【太阳能加热的热能能储存在容器中】

▲ 摩洛哥Noor三期塔式光热发电项目

光热项目配套储能系统

白天可以将一部分热能储存起来

晚上需要时释放

这样可保证光热项目24小时连续稳定运行

而光伏发电是只有在白天才可运行的

所以与光伏发电相比

光热可拉长发电小时数，增加发电量

举个例子

5万千瓦容量的光热电站每年发电量约2亿千瓦时，而同容量的光伏电站年发电量只有大概7千万千瓦时。

▲ 北京八达岭1兆瓦太阳能热发电实验电站

光热发电有哪些类型？

一般来说

太阳能热发电形式有

槽式、塔式、碟式、菲涅尔式

四种系统

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槽式太阳能热发电

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

▲ 槽式太阳能热发电流程

2018年10月10日，我国首个大型槽式光热示范电站——中广核德令哈50兆瓦光热示范电站投运，为我国光热事业发展奠定了技术、经济性标准。

▲ 中广核德令哈50兆瓦光热示范电站

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塔式太阳能热发电

太阳能塔式热发电

应用的是塔式系统

塔式系统又称集中式系统

它是在很大面积的场地上

装有许多台大型太阳能反射镜

通常称为定日镜

每台都各自配有跟踪装置

准确的将太阳光反射集中到

一个高塔顶部的接受器上

接受器上的聚光倍率可超过1000倍

在这里

把吸收的太阳光能转化成热能

再将热能传给工质

经过蓄热环节

再输入热动力机

膨胀做工，带动发电机

最后以电能的形式输出

塔式太阳能热发电系统主要由

◆ 聚光子系统

◆ 集热子系统

◆ 蓄热子系统

◆发电子系统

等部分组成

▲ 首航节能敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站

2018年12月28日，中国首个百兆瓦级首批光热示范电站——首航节能敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站成功并网发电。它也是全球聚光规模最大、吸热塔最高、建设周期最短、可24小时连续发电的光热电站，标志着我国成为世界上少数掌握百兆瓦级熔盐塔式光热电站技术的国家。

2018年12月1日，中国能建主编的世界首部《塔式太阳能光热发电站设计标准》正式实施，填补了国内外太阳能光热发电站设计标准的空白。该标准为我国塔式太阳能光热发电站设计提供了依据，对今后太阳能光热发电领域的相关标准的编制具有重大指导和示范意义。

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碟式太阳能热发电

太阳能碟式发电也称盘式系统

主要特征是采用

盘状抛物面聚光集热器

其结构从外形上看

类似于大型抛物面雷达天线

由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器

其聚光比可以高达数百到数千倍

因而可产生非常高的温度

碟式太阳能热发电系统

主要由碟状收集器、

Stirling热机、发电机

控制系统、泵等组成

目前没有大规模投产

中航工业西安航空发动机公司投资建设的碟式太阳能实验基地，是国内第一座兆瓦级碟式斯特林太阳能发电示范电站，项目建成后可年发电量126万千瓦时，同时为碟式太阳能热发电行业标准的建立提供依据，促进碟式太阳能热发电产业化。

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菲涅尔式太阳能热发电

菲涅尔式光热发电技术

可以称之为是槽式技术的特例

其基本原理与槽式技术类似

与槽式的不同之处在于

其使用平面反射镜

同时其集热管是固定式的

从这两个方面的设备构成来看

菲涅尔式热发电的建设成本

相较槽式技术来讲更低一些

▲ 华强兆阳张家口15兆瓦菲涅尔式光热发电项目

光热电站的特点

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受地理、昼夜和季节的影响，以及阴、晴、云、雨等随机因素的制约，太阳能具有稀薄性、间断性和不稳定性。但光热电站能够借助相对廉价的储热系统存储热能，以提高系统发电的稳定性和可靠性，降低发电成本。

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到达地球表面的太阳辐射能量密度很低，为聚集热能需要配置大规模镜场，光热发电投资成本较高。1x50兆瓦塔式熔盐光热发电带4h储热，电站初投资约为10亿～14亿元（由光热电站所在地的DNI值确定）。

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光热发电站占地面积大。1x50兆瓦槽式光热发电带4h储热，集热场及附属设备占地约为190万平方米。

从理论上来讲，光热发电四种主要技术路线之间、光热发电与传统火电，以及与其它可在生能源之间，都有可能碰撞出“火花”，并实现互补多赢的理想效果。

目前，鉴于光热发电依然面临着投资成本较大、度电成本较高的现状，采用“光热发电+”的电站开发模式在一定程度上可有助于削减光热发电项目的投资成本，降低投资风险。

如由中国能建规划设计集团西北院负责设计的鲁能海西州格尔木多能互补集成优化示范项目为“光热发电+”的电站开发模式提供了一种光热发电项目开发的新思路。

▲ 迪拜950兆瓦光热光伏混合发电项目

中国光热产业走出国门

2019年年初，中国能建葛洲坝国际公司与Nur-MOH Heliothermal S.A.公司签署希腊MINOS 50MW塔式光热发电项目EPC合同。

项目位于希腊最大的岛屿——克里特岛，在地中海中，爱琴海之南，利用光热技术的储能功能，降低岛内对柴油发电依赖的同时，保护当地生态环境。

▲ 项目效果图

这一项目是中国光热发电产业首次以完整的“技术+设备+工程”模式走出国门，为中国太阳能光热发电走向更广阔的国际市场打下了重要基础。

素材来源：中国能建规划设计集团西北院