光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的區(qū)別

光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的區(qū)別

1、發(fā)電原理不同

光伏電站是利用太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光中的可見光形成光電子，產(chǎn)生電流。

光熱發(fā)電利用熔鹽或者油等介質(zhì)吸收太陽(yáng)光中的熱能，使用汽輪機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能。

2、并網(wǎng)難易不同

光伏發(fā)電受日光照射強(qiáng)度影響較大，上網(wǎng)后給電網(wǎng)帶來(lái)較大壓力，其發(fā)電形式獨(dú)特，和傳統(tǒng)電廠合并難度大。

太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以通過(guò)增加儲(chǔ)熱單元或通過(guò)補(bǔ)燃或與常規(guī)火電聯(lián)合運(yùn)行改善出力特性，輸出電力穩(wěn)定，電力具有可調(diào)節(jié)性。就并網(wǎng)難易程度來(lái)看，光熱發(fā)電比常規(guī)的光伏發(fā)電更具有優(yōu)勢(shì)。通過(guò)儲(chǔ)熱改善光熱發(fā)電出力特性（槽式和塔式光熱發(fā)電）。白天將多余熱量?jī)?chǔ)存，晚間再用儲(chǔ)存的熱量釋放發(fā)電，這樣可以實(shí)現(xiàn)光熱發(fā)電連續(xù)供電，保證電流穩(wěn)定，避免了光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電難以解決的入網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題。

3、對(duì)環(huán)境的污染程度不同

光熱發(fā)電是清潔生產(chǎn)過(guò)程，基本采用物理手段進(jìn)行光電能量轉(zhuǎn)換，對(duì)環(huán)境危害極小，太陽(yáng)能光熱發(fā)電站全生命周期的CO2排放僅為13~19g/kWh。

而光伏發(fā)電技術(shù)存在致命弱點(diǎn)為太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的損耗較大，是高能耗、高污染的生產(chǎn)流程。

4、技術(shù)成熟程度不同

常規(guī)的光伏發(fā)電技術(shù)，在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展穩(wěn)定，技術(shù)相對(duì)成熟；而光熱發(fā)電，雖然很早就在國(guó)外興起，但是在我國(guó)來(lái)說(shuō)，依然處于技術(shù)創(chuàng)新與改進(jìn)階段。

光伏發(fā)電與光熱發(fā)電的簡(jiǎn)單比較

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)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(gòu)成，不涉及機(jī)械部件。光伏發(fā)電，其基本原理就是“光伏效應(yīng)”。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。

白天采用高能vcz晶體發(fā)電板和太陽(yáng)光互感對(duì)接和全天候24小時(shí)接收風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)，通過(guò)全自動(dòng)接收轉(zhuǎn)換柜接收，直接滿足所有家電用電需求。光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。但是在光伏發(fā)電中，所運(yùn)用的多晶硅項(xiàng)目存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)，一是技術(shù)復(fù)雜，工藝參數(shù)多，許多項(xiàng)目不能達(dá)產(chǎn)；二是環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槎嗑Ч枋歉呶廴镜捻?xiàng)目，中國(guó)多數(shù)企業(yè)環(huán)保不達(dá)標(biāo)，有被政府強(qiáng)制關(guān)停的風(fēng)險(xiǎn)；三是如果多晶硅市場(chǎng)供大于求，價(jià)格有大幅下跌風(fēng)險(xiǎn)。四是投資巨大且項(xiàng)目建設(shè)及回收周期長(zhǎng)。

太陽(yáng)能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能并通過(guò)熱力循環(huán)過(guò)程進(jìn)行發(fā)電，是太陽(yáng)能熱利用的重要方面。作為太陽(yáng)能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽(yáng)能熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據(jù)國(guó)外研究?jī)H有18g/kWh。另外，該技術(shù)在現(xiàn)有太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)中成本最低，更易于迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。此外，太陽(yáng)能熱發(fā)電還具有非常強(qiáng)的與現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢(shì)。

光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池技術(shù)，有光子使電子躍遷，形成電位差，光能直接就轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，產(chǎn)生直流電，太陽(yáng)能光熱發(fā)電是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后再通過(guò)傳統(tǒng)的熱力循環(huán)做功發(fā)電的技術(shù)。太陽(yáng)能光熱發(fā)電產(chǎn)生的是和傳統(tǒng)的火電一樣的交流電，與傳統(tǒng)發(fā)電方式和現(xiàn)有電網(wǎng)的匹配性更好，可直接上網(wǎng)。

兩者之間最為重要的差別，則在于各自在能量?jī)?chǔ)存方式上的差異。而儲(chǔ)能對(duì)于彌補(bǔ)太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性，以及對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰能力，具有著非常重要的意義。由于光伏發(fā)電是由光能直接轉(zhuǎn)換為電能，因此其多余的能量只能采用電池儲(chǔ)存，其技術(shù)難度和造價(jià)遠(yuǎn)比太陽(yáng)能光熱發(fā)電中，僅需儲(chǔ)熱要大得多。因此，易于對(duì)多余的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電和調(diào)峰發(fā)電，是太陽(yáng)能熱發(fā)電相對(duì)于光伏發(fā)電的一個(gè)最為重要和明顯的優(yōu)勢(shì)。

光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展前景

1、皆具發(fā)展?jié)摿?，近中期光伏電站發(fā)展規(guī)模會(huì)更大

在2030年以前，由于光伏裝機(jī)成本和度電成本均低于光熱發(fā)電，且光伏出力與白天用電高峰和峰值電價(jià)曲線相吻合，在光伏滲透率較低情況下，光伏裝機(jī)規(guī)模將遠(yuǎn)大于光熱。在2030年后，光伏裝機(jī)由于滲透率高，且基本能滿足白天的用電需求，發(fā)展速度會(huì)放緩；光熱則會(huì)充分利用其儲(chǔ)熱優(yōu)勢(shì)，能滿足日落后的用電高峰，從而得到較快發(fā)展。根據(jù)美國(guó)Sunshot計(jì)劃，到2030年，美國(guó)太陽(yáng)能累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到330GW。其中，光伏裝機(jī)為302GW，光熱裝機(jī)為28GW，光伏是光熱的11倍。到2050年，光熱裝機(jī)將達(dá)到83GW，光伏則為632GW，光伏下降是光熱的8倍。

2、非替代關(guān)系，兩者協(xié)同互補(bǔ)

光熱和光伏發(fā)電都面臨火電等傳統(tǒng)能源的競(jìng)爭(zhēng)，承載著代替化石能源的使命，只有光伏和光熱更好地協(xié)同互補(bǔ)，才能完成這項(xiàng)任務(wù)，滿足用電需求。同時(shí)，由于大型風(fēng)電、光伏和光熱電站等可再生能源主要建設(shè)在沙漠、戈壁灘等地區(qū)，需要遠(yuǎn)距離輸送，但風(fēng)電、光伏等利用小時(shí)數(shù)低，單獨(dú)遠(yuǎn)距離傳輸經(jīng)濟(jì)性差，為提高輸送電網(wǎng)的利用率，不得不通過(guò)火電打捆等方式輸送。如果光熱電站成熟之后，則完全可以通過(guò)儲(chǔ)熱方式替代火電，解決電網(wǎng)利用率低問(wèn)題，同時(shí)也可解決可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定的問(wèn)題。

3、應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重，主戰(zhàn)場(chǎng)不重合

光伏發(fā)電優(yōu)勢(shì)在于分布式，在負(fù)荷中心建設(shè)方面，結(jié)合儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)就地發(fā)電就地使用。同時(shí)，光伏也可作為移動(dòng)電源，充分滿足消費(fèi)市場(chǎng)需求，這是光熱電站難以企及的。光熱發(fā)電優(yōu)勢(shì)在于規(guī)模化，適合在條件適宜地區(qū)建設(shè)大型光熱電站，然后遠(yuǎn)距離輸送。在這些地區(qū)，也可適當(dāng)發(fā)展大型光伏電站，將光伏光熱打捆送出，實(shí)現(xiàn)可再生能源最大限度的消納。