太阳热直接发电

1、引言
面对二十一世纪，发电系统的一次能源多元化和更为强调环境的洁净与安全的发展趋势为
人阳能发电的发展提供了良好的机遇。二十世纪七十年代以来，太阳热发电和人伏发电的研
究都有了显著的进展，虽然还没有达到商用，应该说部进入了成熟的阶段。
近年来，光伏电池制造技术日趋成熟、光伏电池生产能力增长、光伏模块价格不断下降

,不论

国内还是国外，都有格外看好光伏系统的倾向。然而，尽管据最近的报道，一九九八年全世
界光伏电池的产量已达

157，4 兆瓦，而且在美国，过去三年间光伏模块的制造成本降低了

31％，据称，到 1999 年可做到一峰瓦 1． 79 美元，但是，光伏系统的价格仍然相当昂责。
另一方面，如所周知，迄今唯一达到商业运行水平的太阳能电站，恰恰是建立在美国南加
州的槽式线聚焦热发电系统，该系统的建造历经十年，九个电站的总容量达

354 兆瓦，发

电量已达

60 亿度，最后建成的电站容量 80 兆瓦、电价已降至每度电 12 美分。

本报告概括太阳热发电技术的现状，探讨碱金属热电能量直接转换枝术与太阳能发电系统
结合的可行性，叙述点聚焦太阳热直接发电的概念与特点，并提出

”十五”期间开展此项研

究的建议。
2．太阳热发电技术的现状
太阳热发电枝木的现状可以美国的动向为代表。除了已经提到的槽式线聚焦系统，还有用定
日镜聚光的塔式系统以及采用旋转抛物面聚光镜的点聚焦一斯特体系统。大家知道，线聚焦
系统和点聚焦系统都取得过举世瞩目的成果，特别是麦道公司研制的点聚焦一斯特林系统
曾经创下了转换效率接近

30%的记录.最近十五所以来,对于线聚焦系统,在提高部件性能和

可靠性、降低部件造价、降低运行维护费用等方面都取提了长足的进展。另一方面，塔式系统
的实验装备经过重要的改造，已成为近年来发展的重点，因为，根据美国能源部的预测，
塔式系统具有最吸引人的技术经济指标。图

1（略）是三种系统电价的预测结果，由图可见，

塔斯社式系统的电价可望在

2010 年降到 5 美分，与常规火电厂匹敌。

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以过去十五年的工作成果为基础，美国能源部制订了

1996 年至 2015 年太阳热发电技术的

20 年发展规划，其目标是，到 2020 年，世界上太阳热发电系统的总容量达 20000 兆瓦。
图

2（略）是三种不同类型热发电系统的容量份额，可以看到，随着年代的推移，塔式系

统和气聚焦系统的容量增长得很快。图

3 则是太阳热发电总容量在美国国内和国外的分布，

由图可知，差不多从

2005 年起，美国就把主要注意力放在占领国外市场上。

美国能源部的规划旨在支持和吸引产业界的积极参与，以促进太阳热发电的商业化。与比相
呼应，麦道公司和斯特林发动机系统公司联合推出了点聚焦一斯特林系统商业化的开发计
划，以

2001 年建成示范电站为目标。图 4 和图 5 分别为这种电站的成本及电价的子测结果．

由图

4 可知，当年产一万套时， 25 千瓦装置的成本在每千瓦 1000 美元到 2000 美元之间，

而图

5 表明，如果容量因子大于 50％，那么， 25 千瓦装置的电价在 5 美分上下。

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3、在太阳热发电系统中采用直接发电器件的可行性

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