技术及应用：光伏和光热发电的对比分析
发布者：本网记者Jason | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 10083查看 | 2012-11-06 16:27:00
CSPPLAZA光热发电网报道：在经济层面上，我们此前已经对光热发电和光伏发电的LCOE、未来成本趋势等进行过相关分析和对比。从技术和应用层面来讲，光热发电和光伏发电这两种不同的太阳能发电技术也有着诸多不同之处，主要表现在项目土地利用率、应用领域、关联组件、环境影响、相对温室气体减排量等多个方面。本网将对上述几个层面作简要分析。
土地利用
太阳能辐射到地球上的低能量密度使得单位土地面积的太阳能利用率成为衡量光热发电和光伏发电的重要参数。特别是在部分国家和地区，土地价格的攀升对电站建设成本的影响也越来越大。因此，土地利用率成为衡量一个太阳能电站投资可行性的重要指标。
在一些已发表的研究报告中，有数据指出：大规模光伏电站的单位土地电力输出可达33MW/k㎡到40MW/k㎡，而太阳能光热电站则可以达40MW/k㎡到50MW/k㎡，其他一些数据则指出光伏电站为25MW/k㎡到50 MW/k㎡，光热电站为30MW/k㎡到50MW/k㎡。上述研究提供了一个参考数据，但在实际电站中，这些数据将受到电站建设的地理位置、电站设计方案等多方面因素的影响。
为规避电站所在地不同造成的影响，有人作了如下测算：根据对美国加州12个5MW到500MW的光热电站项目（除一个为菲涅尔电站外其余均为槽式或塔式）的评估计算，其平均的单位土地电力输出为39.47MW/k㎡，对5个同样位于加州的光伏电站进行测算其平均的单位土地电力输出为32.53MW/k㎡。这表明光热发电的单位土地利用率更高。
考虑土建投资和土地利用率的另外一个方面是项目对土地形状、倾斜度和预备场地的要求，光伏电站对项目用地的几何形状没有过多要求，但光热电站对项目用地的要求则较为严格，比如，光热电站对土地斜率和平整度的要求就较高，这是因为不论是槽式和菲涅尔的反光镜还是塔式的定日镜、都对聚焦精度要求较高，土地如果不够平整则对聚焦精度影响较大，而光伏电站对此的要求则低很多。另外，光热电站对项目建设期间的预备场地（用来运输相关设备、组件及办公用场地）的要求也较高，而光伏则要求较低。
应用领域
光伏发电和光热发电的基本原理完全不同，这使其对太阳能辐照的要求也不同，光热发电对太阳辐照的要求更高，一般采用DNI（直接辐照强度）来衡量某地区是否适宜建设光热电站，而光伏发电一般则采用GHI（地表总辐射值）来衡量即可，同样一个地方，DNI的总量一般为GHI总量的65%~85%。这是因为光伏发电对光照的要求低，即便是散射光也可用来发电，而光热发电对工作温度要求较高，只有直射光照才可以满足运行需求。
但在能量的存储方面，光热发电优势明显，这是因为热量的存储技术比电能的存储技术成熟且廉价的多。这使得当前光伏电站依然无法满足全天候发电的愿望，而光热发电已经实现这一目标。
另外，在电网接入方面，光伏发电的不稳定性对电网运行造成了较大的挑战，而光热发电则可以像常规火电一样并入电网而不会对电网产生任何有害影响。这使得光热发电有希望成为基础负荷的绿色电力来源。
同时，在电力调度方面，光热发电的这一特性也可使其像抽水蓄能电站一样充当电网的调度电力来源，在较好的峰谷电价机制下，这将产生更大的经济收益，从另一个方面来讲，也将加快电站的成本回收。
在环境温度影响方面，环境气温升高可导致光伏电池的输出功率下降，而环境温度越高，光热的集热效率则越高。从这一点来看，光热发电更适合于建于气温较高的地区，光伏发电则更适合建于气温较低的地区。
从能量转化的过程来看，光伏发电仅需经过光电一次转换即可，而光热发电则需要经过光到热再到电的二次转换。这虽然增加了系统集成的难度，但热量发生作为光热电站运行的一个中间环节，也扩大了光热发电技术的应用领域。比如可以利用其产生的过热蒸汽与传统的燃煤电站、燃气电站或生物质发电厂进行混合发电。另外，其产生的热也可当做副产品用来进行海水淡化、工业用热、空调等领域。（未完待续）
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最新评论
1人参与
hongguo99
实际客观的数据；<br />
更应该把目前国内、外光伏电站和光热电站的实际输出做些对比；<br />
特别是国内的项目，也能够真实反映出品质的体现。
2012-11-07 11:43:44
0
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