太阳能光热发电：解决弃风、弃光的最好方式近几年，我国“再生能源”发电进入高速发展，根据“国家能源局”数据，2022年，全国风电、光伏新增装机突破1.2亿千万；发电量首超1万亿千瓦时，达到1.19万亿千瓦时，同比增长21.0%，占全社会用电量13.8%。

　　新增装机中，光伏装机量迅猛，达到8741万千瓦，预计2023年，将超越“水电”装机量，成为仅次于“火电”的第二大电源。

　　2022年冬奥会，3大赛区26场馆，我国全部使用绿色电能供应（主要来自河北张北地区）168体育，也成为世界上第一个100%使用绿电的奥运会，举世瞩目。

　　高速发展的同时也出现了很多问题，由于受季节、天气等因素影响，风电、光伏、水电等具有“发电不平稳、间歇性”特点，发出的“电”如果不能及时并网传输，及时消纳，就会出现弃风、弃光、现象。

　　究其原因，主要因为区域“发电量”出现了“供大于求”，最有效的解决方法是增加“储能”设备，当出现“发电量”过多时，利用“储能”设备存储多余电量。

　　在众多发电技术路线中，太阳能“光热”发电，具有“发电”和“储能”双重功能，并自带“消纳”和“调峰”优势，成为“再生能源”发电中最具应用前景的技术。

　　通过大规模列阵“反射镜”或“聚光镜”，收集电站范围内的太阳能，并聚焦到“集热区”，集热区的“加热工质”吸收太阳辐射能后经过“热交换”，产生高温蒸汽，驱动“汽轮”机组发电，使“太阳能”转化为“电能”。

　　由数量巨多、类型相同的聚光装置，按照一定的规律布局而成。常见的聚光设备有槽形抛物面“反射镜”、平面“定日镜”等。

　　储热系统一般采用“冷/热熔盐双储罐”存放熔盐，（高、低温工质罐），其作用是白天太阳能较多时，发电的同时将一部分“热量”储存起来，到夜晚没有太阳能时，再释放出白天吸收的热量，以实现“蒸汽”发电机组24小时连续发电。

　　常见的储能材料叫“太阳盐”，由NaNO3、KNO3按照一定的比例混合成而成，（60%/40%）

　　储能材料的类型决定着电站的“热电转化效率”，材料运行温度高，导热性好，“热电”转化效率就高，最新研究的“储能材料”有四种：

　　c、高温“熔融盐”再进入“蒸汽发生器”，经过“热交换”产生“热蒸汽”，驱动“蒸汽轮机”，进行发电

　　使储热系统中的高温导热油、熔盐等，与水进行热交换，产生热蒸汽，驱动汽轮机做功发电。工作过程中温度上升“速率”快，达到10℃/分钟，能够驱动“汽轮机”快速启动。

　　“热转换”的方式也决定着“热电转化效率”，通常有三种热循环方式：朗肯循环、肯特循环、布雷顿循环。

　　“传统”光热发电的“热转化效率”约30—40%，若采用超临界二氧化碳（sCO2）布雷顿动力循环方式，“热电转化效率”可超50%。

　　采用“汽轮机”发电，具有启动快速、运转高效的特点，可满足生产过程中的“启停频繁”和“低负荷运行”。

　　所有类型都采用了“凹面镜”焦点聚热的原理，不同的是，有的“光热”收集场像一个大型被拆解、平面化的凹面镜（塔式），进行整体聚热；有的是一个独立的凹面镜单元（蝶式），各自聚热后，再把所有的热量汇集起来；还有的是把“凹面”单元进行了空间延伸，再用“串并联”的方式把热量聚集起来（槽式，线性菲尼尔式）。

　　由于“凹面型”玻璃制造工艺复杂，成本高，新建的发电厂中，更倾向于使用“平面玻璃”进行反射（塔式）。

　　成千上万块能够独立控制的“定日镜”，组成“圆周形镜场”，“镜场”中心矗立着一个几百米高的“吸热塔”，塔顶部建有“吸热器”，可聚集“定日镜”反射的太阳光，产生高温，加热工质，从而产生“热蒸汽”，驱动“气轮机”发电。

　　“槽式”发电的聚光面是“抛物面”形状，在“抛物面”的“聚光点”安装平行“集热管”，多个“槽形抛物面”、“集热器”以“串并联”方式，组合成“集热系统”。

　　“槽式”热发电技术属于较成熟的技术，但运行温度较低：400 ℃左右，相对塔式，“热发电”效率较低。

　　太阳辐射面为“碟形”（像盘子一样），抛物面将太阳光聚焦到接收器上，产生热能推动“热动力”发电机组发电。

　　由于采用“点聚焦”的方式，“碟式”光热发电在所有方式中，聚光比最高、集热温度最高、集热器热损失最小。

　　采用“线性菲涅尔式”聚光系统，工作原理与“槽式”光热发电方式相似，不同的是“线性菲涅尔镜面”是“平面”镜，并采用了“二次反射”。

　　“一次反射镜”调整角度，将“阳光”反射至高处的“二次反射镜”，“二次反射镜”把“太阳光”进行汇集，再发射至“集热器”上。

　　在“点聚焦”方式中，“碟式”因造价较高，目前发展受限；“塔式”系统复杂、建造周期长、维护成本高，但光电转化率高、热量传递路径短，被认为是最具发展前途的路线，目前，全球太阳能“热发电”总装机量中，“塔式”占比20%。

　　2、同质性：与火电一样，通过蒸汽轮机驱动发电机进行发电，采用同步发电技术，具有“可控和旋转”惯性，生产的电能“质量”较高。

　　3、调节性：能够储备8-10小时以上的热能，可调节风能、光伏等能源的波动性，及时进行“消纳”，提高整体发电系统的稳定性、可控性。

　　“独立储能”是吸收或释放电力，“光热发电”是增加或减少“出力”进行调峰，在储能时长方面，更具优势

　　目前，我国“太阳能热发电”还属于初级阶段，为进行技术探索与发展，首批示范项目中包括塔式7 座、槽式1 个、线、敦煌首航高科 “塔式”光热电站

　　是世界最高、集光面积最大的“塔式”光热电站，吸热塔高260米，镜场直径超过3公里，可实现24小时连续发电：

　　我国大成敦煌的 “线性菲涅尔”光热电站，是全球首座进行“商运”的熔盐“线性菲涅尔式”光热电站。

　　2021.07正式进入运行，期间经过调整、消缺改造，光电实际效率超当初设计指标：26.76%。

　　“风能”发电和“光伏”发电容易受天气影响：风力不足无法发电，夜间没有太阳无法发电。容易造成电网波动较大，传统方式采用“火力”发电进行“调峰”。

　　当出现风电、光伏“发电量”较高，超出电网需求时，“火电”也不能随意“停机”，易造成“弃风、弃光”现象（未并入电网，白白浪费）。

　　太阳能“光热”发电不仅绿色无碳、具有“储能”功能，而且比火电“调节、控制”能力更强，更适合和“风电、光伏发电”形成互补，对电网进行“消纳”和“调峰”，提高再生能源“供给比例”。