碳中和光伏产业全面分析:全球 6000 亿,中国 2400 亿

史晨星
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下面进行一一介绍

三、光热

7. 市场:聚光太阳能热发电 CSP

光热全名聚光太阳能热发电CSP(Concentrated Solar Power),通过各种镜面聚集太阳直射光,加热导热介质,再经过热交换产生高温蒸气,推动汽轮机发电,2019 年全球 CSP 装机容量 5.8 GW

8. 原理:远看像光伏,近看火电厂

光热发电系统所利用的发电原理与传统电厂并无差别,还是被戏称为“烧开水”的热电套路,分为集热系统、热传输系统、储热系统、发电系统四部分

集热系统包含聚光装置、接收器,聚光装置由中央控制系统操控,跟踪太阳位置收集并反射最大量的阳光,将辐射能集中至接收器上,接受器则利用收集到的能量加热内部工质,实现能量的吸收与储运

热传输系统利用导热工质工作流体熔盐,输送给后续系统,熔盐可保持较宽的工作温度范围,安全性能出色,但对管道与储热罐存在腐蚀

储热系统 TES(thermal energy storage)通过储热罐储存熔盐,与水换热产生蒸汽推动汽轮机发电,冷却的熔盐可再次流回集热系统重新加热,储能罐具备调节输出功率的能力,根据当地用电负荷适应电网调度发电

发电系统通过加热水获得高质量的过热蒸汽,推动各式汽轮机发电

9. 技术路线:塔式、槽式、菲涅尔式、碟式

比较成熟的光热技术路线:塔式、槽式、菲涅尔式、碟式

塔式利用大规模的定日镜组成阵列,将太阳辐射反射并积聚到吸热塔顶部的吸热器对内部工质进行加热,优势热传递路程短,损耗小,聚光比和温度都比较高,且规模大,但不能小型化,无法建立分布式

槽式通过槽式抛物面聚光镜面将太阳光汇聚在焦线上,焦线上安装管状集热器吸收太阳辐射能,优点是技术成熟,设备简单成本低,但集热效率偏低

菲涅尔式采用菲涅尔透镜替代抛面镜聚光到上方的二次聚光器,再汇聚到管状集热器,优点是成本更低,但更降低了聚光能力,整体发电效率更低

碟式利用旋转抛物面反射镜,将入射太阳光聚焦到焦点上,通过斯特林发动机发电,类似分布式光热电站,聚光效率高,但成本远远高于分布式光伏

已投入使用的光热发电站中,槽式占据主流,但在建的 5 个光热项目中,3 个采用塔式,1 个同时集成了塔式与槽式,1 个纯槽式

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