PDF《分布式太阳能热发电技术与》

王志峰1,2 原郭丰1,2 **

1 中国科学院电工研究所 北京

100190 2 中国科学院太阳能热利用与光伏系统重点实验室 北京

100190 摘要 太阳能热发电是一种电力输出功率在时段上可控的可再生能源发电技术,是未来大 比例可再生能源体系中重要的基础电源和调峰电源.

接近于用户侧、结合储能、多能互补 和能源梯级利用的分布式太阳能热发电技术,可以大幅提高太阳能热发电系统综合利用效 率,并为区域性用户提供安全稳定的电-热-冷联供等综合能源解决方案.文章简要阐述了太 阳能热发电的技术特点与现状,探讨了未来我国太阳能热发电技术与产业化发展方向,介 绍了太阳能热发电面临的问题与挑战.最后,对太阳能热发电发展战略提出了几点建议. 关键词 太阳能热发电,分布式,发展潜力,重点技术,政策建议 DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2016.02.004

1 分布式太阳能热发电技术特点 太阳能热发电技术种类较多,本文所提的太阳能热发电是将太阳能聚集后转化为热能, 通过热功转换进行发电的技术[1] .根据收集太阳辐射方式的不同,太阳能热发电根据聚光方式 可分为塔式、抛物面槽式、碟式-斯特林和线性菲涅尔式等4种(图1).太阳能热发电具有发 电功率相对平稳可控、全生命周期二氧化碳排放极低、可与常规火电系统联合运行、可以通 过能源梯级利用实现能源高效综合利用的可再生能源发电技术,近年来得到了较快发展[2-13] . 分布式能源系统的特征是可以独立为用户提供稳定的能源,因此本文所定义的分布式 太阳能热发电是指接近于用户的、带有储热或多能互补的、可脱离大电网独立运行的、基 于能源梯级利用,为用户提供电-热联供综合能源解决方案的太阳能热发电系统.分布式太 阳能热发电系统是一个开放的、组建灵活的系统,系统主要由太阳能集热、储热、热功转 换、余热利用等基本单元组成.分布式太阳能热发电有

4 个主要特点,包括: 分布式太阳能热发电技术与 产业发展分析* *资助项目:中科院学部咨 询项目 大力发展分布式 可再生能源应用和智能微 网 ,国家自然科学基金 (51476164),广东省引进 创新创业团队计划(2013 N070) **通讯作者 修改稿收到日期:2016年1 月22日 专题:分布式可再生能源和智能微网 The Distributed Renewable Energy and Smart Micro Grid System 院刊

183 (1)用户侧接近的分布式太阳能热发电系统,有效 避免了远程输配的电力损耗,并通过能源梯级利用、余 热利用等,在为用户提供电力的同时提供热能,并通过 热泵、海水淡化等末端设备与系统的应用,为区域建筑 及工业生产生活提供热能、制冷、淡水等,为区域性用 户提供安全稳定的电-热联供等综合能源解决方案,分布 式太阳能热发电系统综合能源利用效率基本可达到 50% 以上. (2)分布式太阳能热发电系统可以与生物质、地热 等可再生能源互补,通过储热技术、热电负荷比例调节 等技术的应用,承担区域能源基础电力负荷与峰值负荷 的供应、区域热能供应,平抑区域内光伏、风电等可再 生能源电力系统的波动性,形成稳定、可调控分布式大 比例清洁能源供应系统,是可再生能源可持续发展最有 希望的技术之一. (3)分布式太阳能热发电系统有助于缓解电力高峰 负荷,提高电网供电安全.空调负荷几乎占夏季用电总 负荷的 25%,太阳能辐射资源与空调负荷时序特征的相 近性,可以提升分布式太阳能电站在夏季峰值负荷中的 调节作用,规避 拉闸限电 ,保障用电安全. (4)分布式太阳能热发电系统可以有效减轻集中 供电系统因战争及重大自然灾害对大面积区域电网安全 性影响程度.在主体电力供应系统已经形成规模的情况 下,强调发展灵活性更强、效益更好的中小型联供电 站,有效地提高供电安全,弥补大电网在安全稳定性方 面的不足,分布式太阳能热发电站无论从可再生能源利 用还是地域分布适用性方面无疑是最佳的选择之一.