塔式熔鹽光熱電站,利用太陽能,即使在晚上,也可以發電

最近兩年在國內興起了一種新型的發電方式，稱為光熱發電。其和光伏發電一樣，使用太陽能作為能量來源，但光熱發電有一個最大的優勢，就是即使雲朵遮住了太陽，或者在晚上的時候，它也能穩定的輸出電量。

光熱發電的基本原理

為了解釋光熱發電能在沒有太陽的時候發電的能力，我們需要了解光熱發電的基本原理。通常一個光熱電站分為集熱鏡場，儲熱系統，常規島三個部分。集熱鏡場的原理與太陽灶類似，無數面定日鏡將收集到的陽光反射到集熱塔上，集熱塔上有一個吸熱器，儲熱系統低溫罐中的熔鹽（通常是290℃）被泵到吸熱器中吸收能量，溫度升高（通常是565℃），流入到高溫罐之中，並儲存起來。在需要的時候，高溫罐熔鹽可以泵出，與水換熱，產生蒸汽，推動汽輪機發電，這一部分原理與常規火電類似，被稱為常規島，這就是塔式熔鹽光熱電站的基本流程。

光熱發電可以在晚上發電的原因

那麼光熱發電為什麼可以在晚上發電呢，這是因為它具有一個儲熱系統。我們知道熔鹽在集熱鏡場收集到熱量溫度升高後，是儲存在儲熱系統的高溫罐中的，能量並不需要實時的用掉，電站完全可以在它想要發電的任何時間，從儲熱系統的高溫罐中抽出熔鹽，與水換熱，產生蒸汽發電。

舉個例子，假設裝熔鹽的高溫罐有14m高，在白天電站運行的時候，從吸熱器出來的熔鹽不斷流進高溫罐中，液位不斷升高。在液位8m的時候，突然來了一團雲朵，遮住了太陽，此時進入高溫罐的熔鹽流量變少了，但是因為儲罐中還有8m高的熔鹽，完全不影響後端抽出熔鹽來發電，所以發電是平穩的。通常到傍晚太陽下降到一定高度後，高溫罐中熔鹽的液位到達14m，此時開始高溫罐中不再有熔鹽進入，後端不斷抽取高溫罐中熔鹽，完全可以使整個光熱電站在晚上持續不斷的發電。這要歸功於儲熱系統將集熱鏡場與常規島解耦了。

光熱電站的優缺點

光熱發電和光伏發電同樣是利用太陽能來發電，而且它們的效率也差不多，因此這兩種技術路線面臨著競爭關係。光伏發電已經經過很長時間的發展了，它在有些地方的上網電價已經下降到0.4-0.5元/kWh左右，但光熱發電目前國家對示範項目的上網電價是1.15元/kWh。即使有這麼優厚的上網電價，還是有很多示範項目擔心收不回成本而放棄建設，可見目前在財務方面光熱電站完全無法和光伏電站競爭。但為什麼還是有很多人對光熱電站充滿期待呢，就是因為光熱電站具有儲熱系統，使它發的電非常穩定，同時可以在需要的時間發電，可以讓光熱電站參與調峰，作為一個地區的基礎負荷。

目前一個事實是光伏電站加鋰電池的成本遠大於光熱電站（含儲熱系統），或許當直接儲電的技術成本降到某個臨界值後，光熱電站會失去它存在的意義，但光熱發電也不是乾等著，光熱發電也在快速國產化，降投資成本，鹿死誰手，猶未可知。

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