光伏發電與光熱發電各有什麼優缺點

　　什麼是光伏發電

　　光伏發電是利用半導體的光生伏打效應將光能直接轉換成電能的，基本的部件太陽能電池板，是光轉電的方式。其中關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

　　

　　光伏發電的優缺點

　　①無枯竭危險；

　　②安全可靠，無噪聲，無汙染排放外，絕對乾淨（無公害）；

　　③不受資源分布地域的限制，可利用建築屋面的優勢；例如，無電地區，以及地形複雜地區；

　　④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電；

　　⑤能源質量高；

　　⑥使用者從感情上容易接受；

　　⑦建設周期短，獲取能源花費的時間短。

　　缺點：

　　①照射的能量分布密度小，即要佔用巨大面積；

　　②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。

　　③發電成本高

　　④光伏板製造過程中不環保

　　

　　什麼是光熱發電

　　光熱發電也叫做聚焦型太陽能熱發電，它是通過各種物理方式把太陽能直射光聚集起來並產生高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅動汽輪機來發電的。依據集熱方式的不同，又可分為太陽能槽式熱發電、太陽能塔式熱發電和太陽能碟式熱發電三種。是熱轉電的方式。

　　

　　光熱發電的優點

　　1、電能質量優良，可直接無障礙併網。

　　太陽能光熱發電與常規化石能源在熱力發電上原理相同，都是通過Rankine 循環、Brayton循環或Stirling 循環將熱能轉換為電能，直接輸出交流電，不必像光伏或風電一樣還需要逆變器轉換，電量傳輸技術相對較為成熟，穩定性高，因此更方便與目前國內的電網對接，且電力品質好。

　　2、可儲能，可調峰，實現連續發電。

　　電網的負荷曲線形狀在白天與太陽能發電自然曲線相似，上午負荷隨時間上升，下午隨時間下降，因此太陽能發電是天然的電網調峰負荷，可根據電網白天和晚上的最大負荷差確定負荷比例，一般可佔10-20%的比例；

　　受益於熱能的易儲存性，所有太陽能光熱發電電站都有一定程度的調峰、調度能力，即通過熱的轉換實現發電的緩衝和平滑，並可應對太陽能短暫的不穩定狀況；

　　儲能是可再生能源發展的一大瓶頸，實踐證明儲熱的效率和經濟性顯著優於儲電和抽水蓄能。配備專門蓄熱裝置的太陽能光熱發電 電站，不僅在啟動時和少雲到多雲狀態時可以補充能量，保證機組的穩定運行，甚至可以實現日落後24 小時不間斷髮電，同時可根據負載、電網需求進行電力調峰、調度。

　　3、規模效應下成本優勢突出。

　　因熱電轉換環節與火電相同，太陽能光熱發電也與火電同樣具備顯著的規模效應，優於風電和光伏等。隨著技術進步和產業規模擴大，太陽能光熱發電的成本將很快接近甚至低於傳統化石能源發電成本。

　　4、清潔無汙染，助力碳減排。

　　光伏儘管是清潔發電，但矽片生產環節卻高耗能高汙染，而太陽能光熱發電 不需要提煉重金屬、稀有金屬和矽，生產與發電環節均無汙染，是真正的清潔能源。

　　

　　光熱發電和光伏發電的區別

　　1、發電原理不同

　　光伏電站是利用太陽能電池板吸收太陽光中的可見光形成光電子，產生電流。

　　光熱發電利用熔鹽或者油等介質吸收太陽光中的熱能，使用汽輪機將其轉化為電能。

　　2、併網難易不同

　　光伏發電受日光照射強度影響較大，上網後給電網帶來較大壓力，其發電形式獨特，和傳統電廠合併難度大。

　　太陽能光熱發電系統可以通過增加儲熱單元或通過補燃或與常規火電聯合運行改善出力特性，輸出電力穩定，電力具有可調節性。就併網難易程度來看，光熱發電比常規的光伏發電更具有優勢。通過儲熱改善光熱發電出力特性（槽式和塔式光熱發電）。白天將多餘熱量儲存，晚間再用儲存的熱量釋放發電，這樣可以實現光熱發電連續供電，保證電流穩定，避免了光伏發電與風力發電難以解決的入網調峰問題。

　　3、對環境的汙染程度不同

　　光熱發電是清潔生產過程，基本採用物理手段進行光電能量轉換，對環境危害極小，太陽能光熱發電站全生命周期的CO2排放僅為13~19g/kWh。

　　而光伏發電技術存在致命弱點為太陽能電池在生產過程中對環境的損耗較大，是高能耗、高汙染的生產流程。

　　4、技術成熟程度不同

　　常規的光伏發電技術，在我國已經發展穩定，技術相對成熟；而光熱發電，雖然很早就在國外興起，但是在我國來說，依然處於技術創新與改進階段。

　　

　　光伏發電與光熱發電的簡單比較

　　光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是併網發電，光伏發電系統主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件。光伏發電，其基本原理就是「光伏效應」。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。

　　白天採用高能vcz晶體發電板和太陽光互感對接和全天候24小時接收風能發電互補，通過全自動接收轉換櫃接收，直接滿足所有家電用電需求。光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。矽原子有4個外層電子，如果在純矽中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純矽中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。但是在光伏發電中，所運用的多晶矽項目存在巨大的風險，一是技術複雜，工藝參數多，許多項目不能達產；二是環保風險，因為多晶矽是高汙染的項目，中國多數企業環保不達標，有被政府強制關停的風險；三是如果多晶矽市場供大於求，價格有大幅下跌風險。四是投資巨大且項目建設及回收周期長。

　　太陽能熱發電是利用集熱器將太陽輻射能轉換成熱能並通過熱力循環過程進行發電，是太陽能熱利用的重要方面。作為太陽能大規模發電的重要方式，太陽能熱發電具有一系列明顯優點，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據國外研究僅有18g/kWh。另外，該技術在現有太陽能發電技術中成本最低，更易於迅速實現大規模產業化。此外，太陽能熱發電還具有非常強的與現有火電站及電網系統的相容性優勢。

　　光伏發電是利用太陽能電池技術，有光子使電子躍遷，形成電位差，光能直接就轉變為電能，產生直流電，太陽能光熱發電是將光能轉變為熱能，然後再通過傳統的熱力循環做功發電的技術。太陽能光熱發電產生的是和傳統的火電一樣的交流電，與傳統發電方式和現有電網的匹配性更好，可直接上網。

　　兩者之間最為重要的差別，則在於各自在能量儲存方式上的差異。而儲能對於彌補太陽能發電的間歇性，以及對電網的調峰能力，具有著非常重要的意義。由於光伏發電是由光能直接轉換為電能，因此其多餘的能量只能採用電池儲存，其技術難度和造價遠比太陽能光熱發電中，僅需儲熱要大得多。因此，易於對多餘的能量進行儲存，以實現連續穩定的發電和調峰發電，是太陽能熱發電相對於光伏發電的一個最為重要和明顯的優勢。

　　

　　光熱發電和光伏發電的發展前景

　　1、皆具發展潛力，近中期光伏電站發展規模會更大

　　在2030年以前，由於光伏裝機成本和度電成本均低於光熱發電，且光伏出力與白天用電高峰和峰值電價曲線相吻合，在光伏滲透率較低情況下，光伏裝機規模將遠大於光熱。在2030年後，光伏裝機由於滲透率高，且基本能滿足白天的用電需求，發展速度會放緩；光熱則會充分利用其儲熱優勢，能滿足日落後的用電高峰，從而得到較快發展。根據美國Sunshot計劃，到2030年，美國太陽能累計裝機將達到330GW。其中，光伏裝機為302GW，光熱裝機為28GW，光伏是光熱的11倍。到2050年，光熱裝機將達到83GW，光伏則為632GW，光伏下降是光熱的8倍。

　　2、非替代關係，兩者協同互補

　　光熱和光伏發電都面臨火電等傳統能源的競爭，承載著代替化石能源的使命，只有光伏和光熱更好地協同互補，才能完成這項任務，滿足用電需求。同時，由於大型風電、光伏和光熱電站等可再生能源主要建設在沙漠、戈壁灘等地區，需要遠距離輸送，但風電、光伏等利用小時數低，單獨遠距離傳輸經濟性差，為提高輸送電網的利用率，不得不通過火電打捆等方式輸送。如果光熱電站成熟之後，則完全可以通過儲熱方式替代火電，解決電網利用率低問題，同時也可解決可再生能源發電不穩定的問題。

　　3、應用領域各有側重，主戰場不重合

　　光伏發電優勢在於分布式，在負荷中心建設方面，結合儲能等產業發展，可實現就地發電就地使用。同時，光伏也可作為移動電源，充分滿足消費市場需求，這是光熱電站難以企及的。光熱發電優勢在於規模化，適合在條件適宜地區建設大型光熱電站，然後遠距離輸送。在這些地區，也可適當發展大型光伏電站，將光伏光熱打捆送出，實現可再生能源最大限度的消納。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴