【科普】光热发电与传统光伏发电的区别

在中学物理课上

我们都做过凸透镜聚光取火的实验：

在阳光充足的地方

通过凸透镜

将太阳光线折射聚于焦点处

焦点汇聚能量、温度升高

可以使纸片、干枯叶片等燃烧起来

今天要为大家介绍的光热发电

虽然其技术、规模和复杂性早已成倍增加

但其基本原理也正源于此

正式“开讲”之前

先带您看看中国石化参建的光热发电项目

那些充满未来科幻感的“大片”吧——

由中国中化旗下蓝星北化机参建的中控德令哈50兆瓦熔盐塔式光热发电项目

蓝星北化机参建的玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目

蓝星北化机研发并建设的50兆瓦光热电站配套熔盐储能系统

蓝星北化机负责迪拜950兆瓦光热、光伏发电项目一期100兆瓦熔盐塔式项目储能系统建设

什么是光热发电？

光热发电，也叫聚焦型太阳能热发电，即通过大量反射镜以聚焦方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质并产生高温高压蒸汽，以此驱动汽轮机发电。它是将光能转变为热能后，通过传统的热力循环做功发电，从而将热能转化为电能的技术。

简单来说，光热发电就是利用太阳光的热量来发电。

因此，在我国日照充沛的青藏高原及新疆、甘肃、内蒙古等地区，均具备建设万千万瓦级光热发电项目的资源条件。在我国《2030年前碳达峰行动方案的通知》中也明确指出，积极发展太阳能光热发电，推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。截至2020年底，我国已有10座并网发电的1万千瓦规模以上光热电站，总装机538兆瓦，总装机容量位居全球第四。

光热发电与传统光伏发电有什么区别?

光热发电系统是利用太阳光的热量进行发电。在发电的同时，可以将多余的热能储存在储能容器中，在晚间或阴雨天时释放，能保证24小时连续稳定发电。光伏发电则是利用太阳能电池板吸收太阳光中的可见光形成光电子，产生电流发电，但这种发电方式易受天气影响，电力输出波动性大，易对电网产生冲击。

与光伏发电相比，光热发电在连续发电、储能容量、储能成本、稳定性、安全性、环保性及寿命等方面具有优势。

目前，主流的光热发电系统有槽式、菲涅尔式、塔式、碟式光热系统。其中，塔式光热发电系统效率高、规模大。

塔式太阳能热发电系统示意图

来自太阳的能量，真正的“清洁绿色能源”

光热发电系统在运行过程中不产生任何有害物质或气体，且系统设备制造过程对环境无害。据测算，塔式光热电站全生命周期度电碳排放仅为15.3克二氧化碳/千瓦时，约为火电的1/50、光伏发电的1/6，因此光热发电被称为真正“清洁绿色能源”。

不只是对环境无污染，建设光热电站也是治理荒漠化的新途径。光热电站建设后，大面积的镜场能有效阻挡风沙；阳光被定日镜反射，现场土地水分蒸发量会随之减少；定日镜清洗用水再利用，可以大幅提升土壤湿度。这些都能为植物生长提供必要水分，有利于荒漠植被恢复。

了解了光热发电的技术原理

下面就来一起看看

中国中化旗下蓝星北化机研发的关键设备

是如何把取之不尽的阳光

转化为清洁电能的吧！

昼夜不停

“熔盐塔式”光热发电原理

由中国中化旗下蓝星北化机参建的中控德令哈50兆瓦熔盐塔式光热发电项目，属国家首批光热发电示范项目之一，也是国内首先运行并网发电的光热项目。该核心设备冷/热熔盐储罐及其耐温基础是由蓝星北化机设计、制造、安装的。

白天：

光热发电设备将大面积的阳光汇聚到塔顶的吸热器中，同时，熔盐泵也将低温熔盐罐里290摄氏度的液态低温熔盐源源不断地送至吸热器，熔盐吸热后温度升高至约565摄氏度，再通过管道被运到地面的热熔盐贮罐。随后，来自热熔盐贮罐的高温熔盐通过熔盐泵被送至熔盐蒸汽发生器，熔盐蒸汽发生器产生大量蒸汽，蒸汽推动汽轮机产生电力，而熔盐温度降低后流回冷熔盐贮罐，一次循环便完成了，就这样，光能被源源不断地转化为电能，从而实现光热发电。

夜晚：

为满足夜间吸热系统停机状态下的电负荷需求，吸热器中熔盐白天的吸热负荷要大于蒸汽发生系统中的放热负荷。这样，多余的热量逐渐在热盐罐中积累，以用于夜间循环发电，这便是储热过程。

“熔盐塔式”光热发电是一种当前全球范围内公认极具潜力的技术路线，由于采用熔盐作为介质，相比常规槽式导热油光热发电技术，系统工作温度更高，发电效率也更高。同时，由于工艺流程相对简单，阀门管路易运维，系统更紧凑，现已建成投运的商业化项目众多，技术成熟。

创新技术

二次反射塔式熔盐发电

由蓝星北化机参建的玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目是全球首个基于二次反射的商业化塔式电站，现已全面投运。其核心设备吸热器、冷/热熔盐缓冲罐均由蓝星北化机设计、制造、安装。

玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目

二次反射塔式熔盐发电是在常规塔式一次反射聚光基础上进行的创新，在一次反射塔式聚光系统的焦点处安装所需光学元件，改变一次系统汇聚后光线的传播方向，将光线反射到地面吸热器。

玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目

二次反射塔式熔盐发电的吸热器位于地面，这一创新使光线传播距离较一次反射系统增加，但输热管道距离却缩短，年均光学效率相对略微降低，但吸热器及管道建造成本低。

技术研发

熔盐储能系统填补国内空白

熔盐储能系统是光热发电的关键设备之一，可使电厂不受环境影响持续稳定输出电力，能克服新能源技术普遍存在的“弃风”“弃光”问题。

蓝星北化机依托深耕特种装备领域多年所积累的技术基础，开展熔盐储能领域核心工艺及关键设备研究开发。针对熔盐储能系统存在的系统复杂、高温、腐蚀性强、容量大、运行工况异常严苛、国内外无参考标准规范等难题，开展了基础结构创新、关键设备结构创新、仿真设计计算、实验验证等工作，最终有效解决相关技术难题，并形成多项专有技术。

2015年，该技术成功应用于国内首座商业化光热发电站。在一年时间内，这套10兆瓦中试装置项目成功投入运营，成为国内首家商业化熔盐储能电站项目。随着中试装置通过稳定无故障运行一年考核，蓝星北化机又研究开发出50兆瓦规模电站配套熔盐储能工艺包及装置。

2018年底，蓝星北化机研发并建设的50兆瓦光热电站配套熔盐储能系统顺利并网发电，至今无故障运行。实现GWh级熔盐储能系统的产业化应用，该项目为国家首批示范项目。

一年后，蓝星北化机与西班牙公司签订合同，为迪拜950兆瓦光热、光伏发电项目一期100兆瓦熔盐塔式项目提供储能系统的制造、安装及施工任务。该项目是世界上规模最大、技术最先进的塔式光热发电项目，也是“一带一路”的重点工程。这标志着蓝星北化机熔盐储能技术达到国际一流水平，熔盐储能产品及技术正式进入国际市场。

向阳而生的光热发电

是利用自然能源的发电方式

是推进能源转型的有效措施

原标题：《【科普】光热发电与传统光伏发电的区别》

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