中国的光伏发电是学的缅甸技术吗

近年来，我国新能源行业迅猛发展，尤其是太阳能发电。光伏行业的崛起使得太阳能发电变得家喻户晓。

而实际上，除了光伏发电之外，还有另外一种新兴的太阳能发电形式正在酝酿爆发，它就是——光热发电。

12月28日，国内首个可24小时连续发电的百兆瓦级光热电站在甘肃并网发电。按照规定，这一项目可获得国家1.15元/KWh的电价政策。

在国家支持的推动下，这一项目还拿下了多项世界记录，在世界光热发电领域取得了不俗的成就。

放眼整个光热市场，凭借国家的政策支持和能源革命的推动，未来几年内光热将有望成为除光伏外，第二个引爆太阳能发电行业的热门领域。

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光热行业获国家政策支持

在光伏行业还在期盼新政策出台时，光热行业正在开始享受政策带来的利好。

2018年12月28日，由首航节能投资兴建的国家第一批光热发电示范项目敦煌100兆瓦熔盐塔式太阳能光热电站顺利并网发电。

按照此前国家能源局关于首批示范项目的并网时间节点要求，该项目将可享受1.15元/kWh的电价政策。

据介绍，该项目占地7.8平方公里，是我国现阶段建成规模最大、吸热塔最高的熔盐塔式光热电站。

项目现场图，来自网络

该电站镜场由1.2万多面定日镜组成，以同心圆状围绕着260米高的吸热塔，镜场总反射面积达140多万平方米，是全球聚光面积最大的百兆瓦塔式光热电站。

据首航节能介绍，项目配置了11小时的熔盐储热系统，一年发电量可达3.9亿千瓦时。初步计算大致相当于同地区220KWh的光伏发电站。

此外，据预计，电站并网运营完全达产后将产生超过4亿元的发电收入。

这一大型光热电站的建成对国内太阳能发电行业意义重大，它不仅标志着我国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家，还为国内的光热行业爆发打下良好的开端。

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光热市场新蓝海涌现

今年以来，国内多个大型光热示范项目纷纷落地， 探索 发展之路正逐渐拓宽。

在此次并网发电的百兆瓦光热电站之后，紧接着12月30日，青海中控太阳能德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站也成功并网。

此外，今年10月份还建成了中广核德令哈50MW槽式光热示范项目。

据初步统计，2018年中国有13个商业化电站已经开展了实质性建设，总装机规模达750MW。

不仅如此，在国内市场逐渐被认可的同时，中国的光伏企业还在海外提前布局。目前全球规模最大的光热电站项目——迪拜700MW光热电站的EPC总承包商便是中国知名企业上海电气。

除此之家，南非、摩洛哥等地区的大型光热电站建设中也不乏中国企业的身影。

海内外的同时推进意味着我国光热技术已经基本成熟，拥有建设大型电站的能力。

此外，根据国家能源局今年3月印发的《关于提升电力系统调节能力的指导意见》，“十三五”期间，我国光热发电装机力争达到500万千瓦，这将给行业带来千亿元以上的市场增量。

种种信号表明，光热市场爆发的前兆已经出现。在未来的几年内，光热发电的推广将催生新能源行业一场新的变革。

在海量的市场机遇下，身处最优位置的光伏人也将迎来更多的发展空间。

一号新能源

发电原理和装置不一样。太阳能发电是通过集热装置来驱动汽轮机发电的,是热转电的方式,主要的部件是集热器或装置而光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将光能直接转换成电能的,基本的部件太阳能电池板,是光转电的方式。

使用范围不一样。太阳能热发电发出的电与传统的热电、水电具有更好的切合性,适合大型化发展。另外,热发电由于对光照条件的要求更高,所以更适合光照条件很好的地区。

而光伏发电装置相对简单,对光照的要求也相对较低,更适合小型化发展,因此也更适合分散式利用,洛阳智凯光电光伏发电的应用是很好的例子。

建成后的电站是中国同类电站中最大的，也是世界第二大电站。此前，中国最大的太阳能电站是位于西北部宁夏的腾格尔沙漠太阳能园区，容量为1.54吉瓦；而印度的巴德拉太阳能园区（Bhadla Solar Park）是全球最大的太阳能电站。

据悉，黄河的电站耗资22亿美元（1,486亿元人民币），是计划中的16吉瓦可再生能源发电综合体的一部分，其中包括两座8吉瓦的换流站。SupChina表示，该电站的建设在4个月内完成，其中包括由阳光电源（Sungrow）提供的202.9兆瓦储能系统。

据报道，国家电网公司负责这条价值31.8亿美元（2,149亿元人民币）的特高压电力线。

1、山西大同国家先进技术光伏示范基地(3000MW)

这是我国首个促进先进技术光伏产品应用的大规模太阳能光伏电站，是国家能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目，总规划装机量3000MW，分三年实施。基地旨在规模化应用先进技术光伏产品，同时，示范基地将发展光伏发电、新能源与治理采煤沉陷区相结合，对于探索采煤沉陷区生态修复，进而推动资源型城市能源发展方式转变都有重要意义。

2、山西阳泉国家先进技术光伏发电基地(2200MW)

为推动国家光伏产业升级转型，引领电价下降，调整以煤电为主导的产业结构，阳泉市采煤沉陷区建设国家先进技术光伏发电示范基地，总规划装机量2200MW，分两期实施，其中2016年一期建设1000兆瓦。根据基地规划总体布局，一期共分13个单体项目，其中光伏发电示范项目12个，平台项目1个。建设期截至2017年中，开发经营期为25年(不含建设期)。

3、宁夏(盐池)新能源综合示范区电站(2000MW)

这是截止目前全球最大的单体光伏电站项目，总规划装机量2000MW，占地约6万亩。按照宁夏的光照条件，这一2000MW项目建成后，年平均上网电量289419万度。以该发电量计算，与火电相比，每年可节约标准煤101万吨。该示范区还将建设风、光、生物质、储能多元互补可再生能源发电系统、绿色现代牧业养殖示范基地、绿色现代牧草种植示范基地、全球最大光伏旅游基地等项目。

4、山东新泰光伏发电示范基地(2000MW)

中德新能源示范市重点支撑项目，中国光伏电站领跑者计划重点实施项目，全国最大的采煤沉陷区农光互补示范基地，总规划装机量2000MW，总占地12万亩，总投资200亿元。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，项目全部建成后，年销售收入15亿元，可帮助当地贫困户尽快脱贫。新泰市在2016-2020年期间利用集中连片采煤沉陷区建设28座光伏电站。

5、腾格里沙漠太阳能发公园(1547MW)

腾格里沙漠太阳能发公园被称为太阳能“长城”，建成初期是规模最大的中国太阳能发电站，占地面积43平方公里，总规划装机量1547MW。该太阳能光伏电站位于中国的腾格里沙漠，有着足够的扩展空间，目前占该地区干旱地区的3.25%，比纽约中央公园大10倍以上，并且能够产生1.5千兆瓦的功率，可与大多数核电站的电力容量相媲美。

6、河北张家口奥运廊道领跑者项目(1500MW)

这座中国太阳能电厂的总规划装机量为1500MW，2016年10月一期获批指标总容量为500MW，这500MW共分给了14个项目。按照张家口奥运廊道规划图，1500MW的项目总量，主要分布在张家口宣化区、下花园区以及怀来县三个县区，项目地点分散、土地利用率不高等是该基地的主要特点。由于项目规划过多，有的还不到1MW，建设成本间接增加。

7、内蒙古乌海光伏领跑技术基地(1300MW)

该座中国光伏电站总规划装机量1300MW，三年逐步实施建设(2016-2019年)。根据乌海市发改委规划，该基地单体项目于2017年9月开发建设，项目位于海勃湾区金沙湾和小加工园，总投资8亿元，上网电价0.5元/千瓦时，拟通过金沙湾220千伏变电站接入电网。起步阶段本着节约、集约利用的原则，利用现有电网为主，就近接入、就地为周边负荷供电。

8、山西芮城光伏领跑技术基地(1020MW)

2016年国家能源局批复的全国8大光伏基地之一，是唯一一个县级国家级光伏基地，总规划装机量1020MW，总投资88亿元，当年12月开工建设。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，共规划达13处场地，涉及中条山沿山一带7个乡镇，年可增加地区生产总值12亿，实现财政收入1.5亿；为贫困群众提供就业岗位600多个，年可增加农民收入800余万。

9、山东济宁光伏发电示范基地(1000MW)

总规划装机量1000MW，其中任城区规划100MW，邹城市规划装机量100MW，曲阜市规划装机量100MW，鱼台县规划装机量140MW，微山县规划装机量560MW。该座中国太阳能发电站的初期建设于2016年展开，计划安装容量为50万千瓦，共划分7个单体项目，其中光伏发电示范项目6个，平台项目1个，开发经营期为25年(不含建设期)。

10、龙羊峡大坝太阳能公园(850MW)

该中国太阳能电厂位于中国西北部青海省的青藏高原，由中国五大发电企业之一的国家电力投资公司运营，是世界上最大的太阳能公园之一，总规划装机量850MW，面积约27平方公里，甚至从太空中也可以俯瞰到龙羊峡太阳能电站。该站可为20万户家庭供电，其第一建设阶段于2013年完成，第二建设阶段于2015年完成，总建设成本约为60亿元人民币。

11、广西兴宾渔光互补光伏发电项目(300MW)

全国建成并网的渔光互补太阳能光伏电站共13家，广西兴宾渔光互补光伏发电项目，是目前中国最大规模的“渔光互补”光伏发电站，总规划装机量300MW，占地6000亩，总投资15亿元，是广西首家渔光互补光伏电站，位于兴宾区蒙村镇。所谓的“渔光互补”，即是指渔业养殖和光伏发电相结合，水面上方架设光伏板阵列，光伏板下方水域进行鱼虾养殖。

12、中国格尔木太阳能公园(200MW)

在青海省格尔木市东109国道两侧的荒漠上，太阳能电站一个接一个，星罗棋布，十分壮观，这就是中国光伏电站群中知名的格尔木太阳能公园。格尔木太阳能电站总规划装机量200MW，总投资约32.6亿人民币，于2010年10月底建成投产，由中国电力投资集团开发。该发电站累计发电量已达28.9亿千瓦时，节约标准煤93万吨，减少二氧化碳排放约305万吨。

13、昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站(166MW)

这是在石笋、石芽大面积外露的喀斯特地貌特征的丘陵地区建设起的“中国太阳能发电站”，有效利用石漠化土地5445亩，是云南在石漠化荒地上探索利用太阳能发电的一次重大举措。其总规划装机量166MW，总投资90亿元，2015年建设完成，年发电量将达1.88亿千瓦时，年减排二氧化碳17.54万吨。该电站在发电的同时还承担着一系列太阳能科研项目。

14、安徽省淮南水上漂浮式光伏发电站(150MW)

世界上最大的水上漂浮式光伏发电站，同时亦是三峡集团首个水上漂浮式光伏项目，总规划装机量150MW，总投资约10亿元。该电站年发电量约1.5亿度，相当于支撑国家17.64亿元的gdp，年纳税约2500万元以上；相当于种植阔叶林约530公顷；相当于年节约标准煤约5.3万吨，减少二氧化碳排放约19.95万吨，减少森林砍伐约5.4万立方米，可以照亮约9.4万户城乡家庭。

15、甘肃敦煌熔盐塔式光热电站(100-110MW)

中国首批光热发电示范项目的建设基地之一，总规划装机量100-110MW，拥有全球单机最大的聚光集热镜场，共12078余台定日镜，是全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大、可24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站，标志着中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。该电站在夏季工况下，可24小时连续发电突破180万千瓦时。

16、浙江宁波海曙大路村屋顶光伏项目(13MW)

全国最大的光电建筑一体屋顶光伏项目，总规划装机量13MW。项目一期装机容量760千瓦，年发电量约80万度，二期项目装机容量540千瓦。项目建成后，根据现有光伏政策，每发一度电，可带来0.6653元/度的收益。全村435户人家每户每年可免费使用360度电。投资回收期满后，企业与村集体按照60%和40%分享发电实际收益，每年村集体创收约7万元。

17、八达岭太阳能热发电实验电站(1MW)

亚洲最大的塔式太阳能热发电电站，总规划装机量1MW，年发电量可达195万千瓦时。这个发电站在八达岭长城脚下，集科研、示范、试验和展示为一体，是我国863高技术科学试验项目，也是中国第一座拥有自主知识产权的兆瓦级塔式太阳能热发电实验电站。此发电站共使用定日镜达100面，总面积一万平方米，占地八十亩，预计使用寿命为二十年。

不久前，21世纪经济报道的一篇《上海神秘新能源技术有望改写整个产业格局》[1]引发了人们无限的遐想。这篇奇文中的神秘海归简直像是太阳神赫利俄斯派来的门徒，声称其太阳能热发电的效率可以达到80%。

赫利俄斯的馈赠

太阳能是地球生物接触到的重要能量形式，当赫利俄斯每日驾驭着四匹火马所拉的太阳车在天空中驰骋而过的时候，给大地带来了巨大的能量。据粗略估算，地球1h内从太阳获得的能量要比全球人口1年所消耗的能量还多。[2]

那么我们该如何利用这些能量呢？

赫利俄斯赐予我们的是光和热。光可以通过对光伏电池充电的方法获取电能。光伏发电技术最先源于20世纪50年代美国贝尔实验室首次研制成功的单晶硅电池。这种依靠光伏效应产生电能的家伙很像是一个充电电池。太阳光照在光伏板上，会导致材料中的PN结发生光电效应，电子重新排列，在光伏板上表现为P极为正，N极为负。当太阳光对电池充电完成后，将PN极接到用户上，即可获取电能。[3]

太阳能电池原理示意图

热则可以作为太阳能热进行发电。这种发电技术相对简单，反射镜将光线聚焦到集热器上，尽可能的吸收太阳光的热能。这些热能通过热机推动发电机输出能量。是不是很像升级版的“太阳能热水器”？从21世纪经济报道的报道来看，“海归”带回来的是太阳能热发电系统。虽然新闻中将这一发电技术渲染为这位海归带回的赫利俄斯神器，但实际上太阳能热发电系统并不是什么新鲜玩意儿。美国加州的槽式抛物面太阳能热发电系统总容量已达354MW。十余年间，已向电网供应了50亿度电。因为其太阳跟踪能力差，且需要管道和泵的支持，各种阻力和热量损失导致系统的效率只有15%左右。但由于其技术成熟，仍是眼下美国太阳能热发电的主体。北京延庆也在计划建造这样的塔式太阳能热发电站。100面定日镜用以收集太阳光，反射到100米高的太阳能吸热塔的吸热器里，收集的热能加热水，产生水蒸气，从而作为动力发电。[4]

塔式太阳能热发电站示意图

赫利俄斯的神谕

报道中的“海归”声称其太阳能热发电的转化效率可以达到80%，较之目前的太阳能热发电效率跨越了几个时代。那么他从赫利俄斯那儿带回的的神谕是什么样子的呢？让我们来看一下哪些方法可以提高太阳能发电效率吧

1、更高效率的太阳能接收器

对于太阳能光伏发电而言，太阳能接收器为光伏电池。由于电池中PN结纯度（即充电电池的正负极分布）等因素的影响，一般的光电转化效率只有15%~20%。目前，一些实验室特制的砷化镓光电池可以达到35%左右。[5]但光伏电池产生的是直流电，要输送至电网，还需要经过逆变器逆变为交流电。这个逆变过程也会导致一定的能量损耗，使转换效率下降5%～10%。[2]为此，我们亦需要更高效率的逆变器。使太阳能光伏发电效率能提升至30%。

对于太阳能热发电来说，接受太阳能的是集热器。聚集后的太阳光直接照射到集热器的表面(即每根换热管的表面)，换热管内工作介质高速流过，吸收了太阳辐射的能量，达到较高的温度和压力，从而推动热机运转。这方面我们可以选取热量吸收性能较好、利于热循环的工质，比如塔式太阳能热发电利用的是高温熔融盐；碟式太阳能热发电利用的是氢或氦。

另外，集热器收集的热能转换为电能还需要配以高效的热机。这种热机的效率极限与传统能源的热机类似。区别在于常规汽轮机的蒸汽供应是由锅炉供给，蒸汽温度和压力可以达到很高，这使得目前汽轮机最高热电转化效率可以达到35%左右。而太阳能热发电的温度还无法达到锅炉燃烧的热度量值，故配备常规汽轮机后的效率极限远低于35%。

集热器

目前我们谈论太阳能热发电时，常常会提及斯特林热机（stirling engine），它对蒸汽要求没有常规汽轮机那么高，更适合太阳能热发电。在凡尔纳的科幻小说《海底两万里》里，那艘著名的潜艇诺第留斯号就是用斯特林机作为发动机。

值得一提的是，即使在科幻小说中出尽风头，实际上自斯特林发明斯特林热机这170年以来，斯特林机基本没有什么发展，这有点类似于当年爱迪生对特斯拉交流电的无情打压。在常规汽轮机逐渐成熟的时代里，具有非凡意义的斯特林机遭到了既有技术的压制。如今新兴的太阳能热发电给了斯特林机新的机会，我们不妨期待它在传达赫利俄斯神谕的路途上发挥更大的作用。

2、让阳光来得更猛烈些吧

更猛烈的太阳光对于光伏发电和热发电的发电效率都有非常积极的意义。就光伏发电而言，更强烈的太阳光可以使光电效应更明显，提高光电转化率；而对于太阳能热发电而言，太阳光的猛烈程度亦直接关系到集热器的温度，集热器的温度越高，产生的蒸汽工质饱和度越高，更多的蒸汽可以参与推动涡轮机做功，效率自然也得到了提升。

然而由于太阳神每天不知疲惫地从东跑到西，并且极具博爱精神，不遗余力的到处挥洒他的能量，这给太阳能科学家造成了很大的困扰。为了提高太阳能利用率，缩小太阳能发电装置的体积，一方面，我们必须让太阳能反射镜能跟踪太阳的运转，时刻能捕捉到大束的太阳光并将其聚集。为此，科学家发明了“定日镜”，它能自动跟踪太阳的运转，调整反射镜的方向，便于单元体积的光电或光热转换设备能尽可能多得获取太阳能。另一方面，为了增强对太阳光的聚光效果，我们要提高反射镜的“聚光比”。目前具备定日功能的高聚光比的反射镜造价非常高，使得定日镜的成本仍占一个太阳能电站建造成本的40%以上。这使得带定日镜的太阳能电价一直维持在0.5美元/度以上的高位。高效率与发电成本仍然是太阳能发电需要调和的矛盾。

目前太阳能发电的效率前景

目前在太阳能光伏发电中，主要还是方位固定的大面积平板式光电转化模式。这种模式的技术较成熟，但转化效率不高。科学家们正在研究高聚光性能的光伏电池。在定日镜的配合下，这种电池时刻处于大束太阳光的焦点上，单元面积内可以吸收更多的太阳光，所以光伏转化效率有所提高，能达到30%左右。不过，光伏电池也因此吸收了更多的热量，必须配备散热装置来降低电池的温度，以保证这些电池的工作寿命。附加的散热系统需要消耗能量，这就又降低了发电的效率。再加上前文提到的直流变交流过程中逆变器的损耗，太阳能光伏发电的效率仍然在30%以下徘徊。“物美价廉的定日镜+高转化率聚光电池+高效率的散热体系+低损耗的逆变器”是目前太阳能光伏发电的主要研究方向。

在太阳能热发电中，光热转化效率最高的是碟式太阳能热发电。由于这种碟片式分布的反射镜聚光比可以达到3000以上，一方面使得接收器的吸热面积可以很小，从而实现较小的能量损失（接收器吸收的热量散失程度较低），光热转换比最高可达80%左右；另一方面这样高的聚光比可使接收器的接收温度达800 ℃以上，产生的蒸汽推动高效率的斯特林热机，实现由等容加热- 等温膨胀- 等容冷却- 等温压缩 4 个过程组成的热力循环，这个循环很接近于卡诺循环模型。根据热力学第二定律，在相同的高、低温热源温度T1与T2之间工作的一切循环中,以卡诺循环的热效率为最高。理想状态下，斯特林热机的热力使用效率几乎等于理论最大效率： [6]

碟式太阳能热发电

然而受限于热机的设计、工质选择、流体流动特性、传热特性、辐射换热等因素， 目前美国SIM公司生产的STM4-120型新一代斯特林发动机效率仅为29.6%。[7]欧美一些科研机构声称在实验室条件下可实现斯特林热机效率达到40%左右。[8]要特别注意的是，斯特林热机40%的效率是现有制造工艺下，最接近于理想卡诺循环下的转化效率，蒸汽推动热机做功几乎不可能再高于此值。

如此算来，太阳能热发电的光能→机械能最高转化效率可以达到40%*80%=32%。热机再推动发电机运转，最终总的光电转化效率可以达到30%左右。目前中国科学电工研究所在进行的10KW碟式/斯特林系统的示范工程系统总的设计效率为17.96%。

结论： 目前，无论是光伏发电还是光热发电，转化率都不可能超过40%。而那位海归带回的太阳能热发电技术号称达到80%的光电转化率。我们很难想象，这种能对人类能源结构产生巨大影响的史诗级变革会以秘密的形式，悄无声息地展开。更何况如上文所述，这种80%的光电转化率也已经突破了现有的物理学规律。我们与其拿新能源作秀，坐盼赫利俄斯的门徒终有一天从天而降，倒不如先静下心好好学一下太阳能的基础知识。

作者：永垂不朽阿涅斯

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来源：果壳

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它有两种方式，一种是直接利用地下热水产生的蒸汽进入汽轮机工作，称作“闪蒸系统地热发电”；另一种是利用地下热水来加热某种低沸点工质（如异丁烷），使它产生蒸汽进入汽轮机工作，称为“双流系统地热发电”。太阳能塔式发电

太阳能塔式发电是应用的塔式系统。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机构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。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。

光伏就是光伏发电系统，是使用了半导体材料产生的光伏效应而把太阳辐射能转化成电能的一种用来发电的系统。光伏发电系统产生的能源是一种十分安全、清洁并且可再生的能源，在光伏发电的过程中不会破坏生态和污染环境。

光伏发电系统是靠太阳能来发电的，而现在的光伏发电系统可以分为并网光伏系统和独立光伏系统。

利用光伏系统进行发电有很多优点，比如在恶劣的天气和环境之下也能够正常供电，并且安全性能高，使用寿命长。但是相对的，光伏发电的缺点也有很多，它在初期的投资费用是很高的，并且在使用之前要耗费精力进行技术培训。

(2)蓄电池组。其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中，可不加蓄电池组。

(3)控制器。对电能进行调节和控制的装置。

(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备，是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。