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术语表 · 光伏

光热发电(CSP)

用反射镜把直射阳光聚焦到接收器上,加热流体驱动汽轮机的电站,通常自带储热。

CSP 先把阳光变成热,再在常规热力循环中变成电。与光伏不同,它只利用直射辐射,因此需要很高的 DNI,一般在每年 1,900–2,000 kWh/m² 以上。

  • 槽式:弯曲的反射镜把光聚焦到集热管上,管内导热油温度最高约 390 °C;应用最多的设计。
  • 塔式:成千上万面定日镜聚焦到中央吸热器上,把熔盐加热到约 565 °C,循环效率更高,储热更便宜。
  • 线性菲涅尔式和碟式:小众设计。

最大的优势是储热:硝酸熔盐罐可储热 6–15 小时,让电站在日落后继续发电,使 CSP 成为可调度电源。储热容量大的电站容量系数可达 40–60%。

η光–电 = η光学 × η吸热器 × η循环 ≈ 0.6 × 0.85 × 0.4 ≈ 15–20%(全年)

2023 年全球装机约 7 GW(IRENA),集中在西班牙、美国、摩洛哥(Noor Ouarzazate,580 MW)、南非、中国、智利和阿联酋(迪拜 Noor Energy 1,700 MW 光热)。IRENA 报告称,全球加权平均 LCOE 从 2010 年的约 0.39 美元/kWh 降到 2023 年的约 0.12 美元/kWh。但由于光伏加储能电池在大多数应用中已经更便宜,CSP 增长缓慢;它在长时储能和高温工业供热方面仍有一席之地。

相关术语

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  • 法向直射辐照(DNI)

    从日面沿直线到达的太阳辐射,在始终垂直于太阳光线的平面上测量。

  • 储热

    以显热、潜热(相变)或热化学形式储存热或冷,之后用于供热或发电。

  • 可调度电源

    出力可以按运营商要求安排、调高或调低,不受天气影响的电源。

  • LCOE(平准化度电成本)

    能回收电厂全部寿命期成本的固定每 MWh 价格,即折现后的全寿命成本除以折现后的全寿命发电量。

  • 太阳能集热器

    吸收阳光并把热量传给流体的装置,主要用于生活热水、供暖、集中供热和工业过程热。

  • 光伏跟踪支架

    带电机的安装结构,转动光伏组件或反射镜追踪太阳,提高全天接收的辐照量。