什么是集光型太阳能发电?这种发电方式有什么优缺点?目前效率最高的太阳能发电方式是什么?

什么是集光型太阳能发电?这种发电方式有什么优缺点?目前效率最高的太阳能发电方式是什么?

太阳能发电（集光型太阳能发电,简称CSP）的基本原理很简单：利用太阳光中的能量加热水,不论直接还是间接.水变成蒸汽,蒸汽再推动蒸汽轮机.最后发电机将轮机运动产生的动能转换成电能.当今的火力发电厂所使用的巨大蒸汽轮机可以在超过600摄氏度和最高285巴的高温高压条件下运行,因此,可以实现高达46%的发电效率.集光型太阳能发电厂所使用的蒸汽参数和发电量低得多,因此这些发电厂使用的是像西门子SST-700型蒸汽轮机这样的小型轮机.此外,许多集光型太阳能发电厂（特别是配备了蓄热系统的太阳能发电厂）必须在日出时快速启动,这需要高度灵活的蒸汽轮机.此外,集光型太阳能发电厂与火力发电厂的另一个重要区别是,前者的发电过程不会排放任何二氧化碳.
所有集光型太阳能发电装置均采用分布在一小片区域中的抛物镜面来集中太阳光中的能量,以产生高温.如今使用最广泛的技术采用了半开放式抛物镜面,并且沿着焦线安装了吸热管（上图）.吸热管中流动的液体是传热剂；一种专用的人造油是如今最常使用的物质.这种专用油可被加热至约370摄氏度,然后通过热交换器,将其热量传递给水,水变成蒸汽后,再驱动蒸汽轮机.或者,可以使用专用的盐来替代导热油.这些盐可以被加热至最高550摄氏度的高温,从而提高发电厂的效率.现在一些公司也在试验直接用水产生蒸汽的系统.在这种系统中,水被用作吸热管中的传热剂,并通过封闭循环,以热蒸汽的形式被传输至蒸汽轮机.这样,就不再需要热交换器.许多太阳能发电厂也配备了蓄热系统,因此还可以在夜间继续发电.蓄热系统既可以将蒸汽直接存储在保温高压容器中,也可以将蒸汽的热量传递至另外的蓄热介质,通常是也可用于吸热管的特制盐.通过将这种特制盐同时用作传热剂和蓄热介质,这种技术无需使用热交换器.因此,相比于其他技术,这种技术能够降低建设成本和运营成本.集光型太阳能发电厂也可以采用塔式太阳能发电系统.该系统采用平面镜,将太阳光反射到位于中心位置的接收塔顶部的一小片区域上（底图）,接收塔的高度通常超过100米.这种方法可以实现尽可能最高的温度（高达850摄氏度）.然而,聚光镜距离塔顶的距离越远,效率越低,因此这种发电厂的规模不能太大.菲涅尔技术是一种节省成本的替代解决方案.这种解决方案采用一长条平面镜（比抛物镜面的生产成本低）,将太阳光反射到悬置于其上方的吸热管上（中图）.然而,尽管菲涅尔太阳能发电厂的初始投资较低,但其发电效率也较低.专家认为,从现在到2020年,太阳能发电厂市场将实现两位数的年均增速.到2020年,市场规模将达到200亿欧元以上.众多相互竞争的技术很可能将继续同时存在,并不断追求进一步发展.（Andreas Kleinschmidt）