什么是光伏發(fā)電

光伏發(fā)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(jīng)過串聯(lián)后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(fā)電裝置。

光伏發(fā)電的優(yōu)缺點

①無枯竭危險；

②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；

③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無電地區(qū)，以及地形復雜地區(qū)；

④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)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，即要占用巨大面積；

②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。

③發(fā)電成本高

④光伏板制造過程中不環(huán)保

什么是光熱發(fā)電

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

光熱發(fā)電的優(yōu)點

1、電能質量優(yōu)良，可直接無障礙并網(wǎng)。

太陽能光熱發(fā)電與常規(guī)化石能源在熱力發(fā)電上原理相同，都是通過Rankine 循環(huán)、Brayton循環(huán)或Stirling 循環(huán)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(wěn)定性高，因此更方便與目前國內的電網(wǎng)對接，且電力品質好。

2、可儲能，可調峰，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電。

電網(wǎng)的負荷曲線形狀在白天與太陽能發(fā)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(fā)電是天然的電網(wǎng)調峰負荷，可根據(jù)電網(wǎng)白天和晚上的最大負荷差確定負荷比例，一般可占10-20%的比例；

受益于熱能的易儲存性，所有太陽能光熱發(fā)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(xiàn)發(fā)電的緩沖和平滑，并可應對太陽能短暫的不穩(wěn)定狀況；

儲能是可再生能源發(fā)展的一大瓶頸，實踐證明儲熱的效率和經(jīng)濟性顯著優(yōu)于儲電和抽水蓄能。配備專門蓄熱裝置的太陽能光熱發(fā)電 電站，不僅在啟動時和少云到多云狀態(tài)時可以補充能量，保證機組的穩(wěn)定運行，甚至可以實現(xiàn)日落后24 小時不間斷發(fā)電，同時可根據(jù)負載、電網(wǎng)需求進行電力調峰、調度。

3、規(guī)模效應下成本優(yōu)勢突出。

因熱電轉換環(huán)節(jié)與火電相同，太陽能光熱發(fā)電也與火電同樣具備顯著的規(guī)模效應，優(yōu)于風電和光伏等。隨著技術進步和產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大，太陽能光熱發(fā)電的成本將很快接近甚至低于傳統(tǒng)化石能源發(fā)電成本。

4、清潔無污染，助力碳減排。

光伏盡管是清潔發(fā)電，但硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)卻高耗能高污染，而太陽能光熱發(fā)電 不需要提煉重金屬、稀有金屬和硅，生產(chǎn)與發(fā)電環(huán)節(jié)均無污染，是真正的清潔能源。

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能電池板吸收太陽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吸收太陽光中的熱能，使用汽輪機將其轉化為電能。

2、并網(wǎng)難易不同

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

太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)可以通過增加儲熱單元或通過補燃或與常規(guī)火電聯(lián)合運行改善出力特性，輸出電力穩(wěn)定，電力具有可調節(jié)性。就并網(wǎng)難易程度來看，光熱發(fā)電比常規(guī)的光伏發(fā)電更具有優(yōu)勢。通過儲熱改善光熱發(fā)電出力特性（槽式和塔式光熱發(fā)電）。白天將多余熱量儲存，晚間再用儲存的熱量釋放發(fā)電，這樣可以實現(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)電與風力發(fā)電難以解決的入網(wǎng)調峰問題。

3、對環(huán)境的污染程度不同

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

而光伏發(fā)電技術存在致命弱點為太陽能電池在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的損耗較大，是高能耗、高污染的生產(chǎn)流程。

4、技術成熟程度不同

常規(guī)的光伏發(fā)電技術，在我國已經(jīng)發(fā)展穩(wěn)定，技術相對成熟；而光熱發(fā)電，雖然很早就在國外興起，但是在我國來說，依然處于技術創(chuàng)新與改進階段。

光伏發(fā)電與光熱發(fā)電的簡單比較

光伏發(fā)電是根據(jù)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并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)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(fā)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。

白天采用高能vcz晶體發(fā)電板和太陽光互感對接和全天候24小時接收風能發(fā)電互補，通過全自動接收轉換柜接收，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體的光電效應。硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有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(fā)電中，所運用的多晶硅項目存在巨大的風險，一是技術復雜，工藝參數(shù)多，許多項目不能達產(chǎn)；二是環(huán)保風險，因為多晶硅是高污染的項目，中國多數(shù)企業(yè)環(huán)保不達標，有被政府強制關停的風險；三是如果多晶硅市場供大于求，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(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉換成熱能并通過熱力循環(huán)過程進行發(fā)電，是太陽能熱利用的重要方面。作為太陽能大規(guī)模發(fā)電的重要方式，太陽能熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據(jù)國外研究僅有18g/kWh。另外，該技術在現(xiàn)有太陽能發(fā)電技術中成本最低，更易于迅速實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。此外，太陽能熱發(fā)電還具有非常強的與現(xiàn)有火電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的相容性優(yōu)勢。

光伏發(fā)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?yōu)殡娔?，產(chǎn)生直流電，太陽能光熱發(fā)電是將光能轉變?yōu)闊崮?，然后再通過傳統(tǒng)的熱力循環(huán)做功發(fā)電的技術。太陽能光熱發(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，則在于各自在能量儲存方式上的差異。而儲能對于彌補太陽能發(fā)電的間歇性，以及對電網(wǎng)的調峰能力，具有著非常重要的意義。由于光伏發(fā)電是由光能直接轉換為電能，因此其多余的能量只能采用電池儲存，其技術難度和造價遠比太陽能光熱發(fā)電中，僅需儲熱要大得多。因此，易于對多余的能量進行儲存，以實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電和調峰發(fā)電，是太陽能熱發(fā)電相對于光伏發(fā)電的一個最為重要和明顯的優(yōu)勢。

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)模會更大

在2030年以前，由于光伏裝機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曲線相吻合，在光伏滲透率較低情況下，光伏裝機規(guī)模將遠大于光熱。在2030年后，光伏裝機由于滲透率高，且基本能滿足白天的用電需求，發(fā)展速度會放緩；光熱則會充分利用其儲熱優(yōu)勢，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、非替代關系，兩者協(xié)同互補

光熱和光伏發(fā)電都面臨火電等傳統(tǒng)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(xié)同互補，才能完成這項任務，滿足用電需求。同時，由于大型風電、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(qū)，需要遠距離輸送，但風電、光伏等利用小時數(shù)低，單獨遠距離傳輸經(jīng)濟性差，為提高輸送電網(wǎng)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后，則完全可以通過儲熱方式替代火電，解決電網(wǎng)利用率低問題，同時也可解決可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題。

3、應用領域各有側重，主戰(zhàn)場不重合

光伏發(fā)電優(yōu)勢在于分布式，在負荷中心建設方面，結合儲能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可實現(xiàn)就地發(fā)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(fā)電優(yōu)勢在于規(guī)?；?，適合在條件適宜地區(qū)建設大型光熱電站，然后遠距離輸送。在這些地區(qū)，也可適當發(fā)展大型光伏電站，將光伏光熱打捆送出，實現(xiàn)可再生能源最大限度的消納。