从实际电站运行角度来看,太阳能热发电相比光伏发电,对现有的火电站及电网系统有更好的兼容性。它在用电负荷变化时能起到调峰作用,提升电网稳定性。
光伏发电与光热发电的区别是什么?
虽然太阳辐射受天气和季节影响较大,但储热材料技术的发展使得带有一定容量储热系统的太阳能热发电站成为可能,这为规模化稳定运行提供了技术基础。
高温热利用领域则主要指太阳能热发电和太阳能热化学等工业级应用,这类技术能产生更高品质的热能,适合大规模工业能源需求,但目前国内相关应用尚处于起步阶段。
不过,光伏发电若采用蓄电池储能,成本依然较高,且蓄电池的长期使用寿命和稳定性仍有待进一步考验。而光热发电则可以通过聚光器汇聚低密度太阳能,产生高密度热能加热工作介质。
从环保角度来看,太阳能热发电相比其他几种可再生能源及燃煤、天然气发电,单位容量电站在其生命周期内所排放的温室气体CO2量也是最低的,具有显著的环保优势。
光伏发电最大的优势在于应用场景非常灵活,只要有阳光的地方就可以安装系统。即使在辐照条件不佳或夜间,通过配备蓄电池进行充放电,也能实现连续供电。
中国拥有广阔的沙化土地,其中有水力和电网资源的沙地约有30万平方公里,这为发展太阳能热发电提供了充分的土地资源条件,尤其是在西部和北部地区。
光伏发电的核心原理是光生伏特效应,它利用半导体材料将太阳辐射直接转换为电能,其关键元件就是太阳能电池,整个过程没有机械运动部件,结构相对简单。
太阳能热发电在辐照连续的情况下,可以直接产生符合电网品质要求的交流电,能够保证电网电压和频率的稳定,这与光伏系统通过逆变器输出的电力特性有所不同。
根据全国多个气象站的长期观察,中国各地太阳能辐射年总量平均约为1628kwh/m2,在西藏西部、新疆东南部等地甚至可达1855-2333kwh/m2,完全满足建设经济性规模化光热电站的需求。
太阳能热利用技术根据温度高低,主要划分为中低温和高温两大应用领域。中低温应用包括我们常见的太阳能热水器、建筑供暖制冷以及海水淡化等日常场景。
相比之下,光伏发电对能够体现其经济性所需的太阳能辐射资源及规模化容量的要求相对较低。而太阳能热发电则对资源条件要求更高,需要大片的土地及丰富的太阳能直射资源。
光热发电则是先将太阳能转化为热能,再利用热能驱动汽轮机发电,这一过程涉及“热—功—电”的转换,其热力循环模式和设备与常规火电站非常相似。
目前主流的太阳能热发电技术主要包含四种形式:槽式、线性菲涅尔式、碟式以及塔式。其中槽式和塔式电站已经实现了商业化运行,技术相对成熟。