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20世紀以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，使人們對能源的需求量不斷增長。同時由于化石能源資源的有限性，以及他們在燃燒過程中對全球氣候和環(huán)境所產(chǎn)生的影響日益為人們所關(guān)注，因此從資源、環(huán)境、社會發(fā)展的需求來看，開發(fā)和利用新能源和可再生能源是必然的趨勢。在新能源和可再生能源家族中，太陽能是最引人注目，開展研究工作最多，應(yīng)用最廣的成員。
太陽能是一種清潔能源，這對于當(dāng)前人類對環(huán)境污染的重視尤為重要。太陽能還屬于無限的能源。據(jù)專家預(yù)測，太陽的壽命有600億年，而地球的壽命只有50億年，因此太陽能相對于我們?nèi)祟悂碚f是無限的。而且它也不受任何人的控制和壟斷。這些優(yōu)點都是常規(guī)能源所無法比擬的。當(dāng)然太陽能也有不足的地方，比如太陽輻射的強度受到氣候、晝夜、緯度、季節(jié)、海拔的影響，往往需要配備儲能設(shè)備。又如它的能流密度低，實際利用時需要較大的太陽能收集裝置，占地面積大，投資大。這些因素也都制約了太陽能的利用。
到本世紀以來，隨著新材料的應(yīng)用、電子技術(shù)等高科技的高速發(fā)展，為太陽能的有效利用提供了條件。人們將太陽能輻射通過收集和轉(zhuǎn)換變?yōu)榭芍苯永玫哪茉?，使太陽能的利用得到相?dāng)大的發(fā)展。其中利用 太陽能發(fā)電就是對太陽能最好的利用。
目前太陽能發(fā)電有兩種方法。一種是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，然后按常規(guī)方式發(fā)電，稱為太陽能熱發(fā)電。另一種是通過光電器件利用光生伏打原理將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，稱為太陽能光伏發(fā)電。
一、太陽能熱發(fā)電
1、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
太陽能熱發(fā)電也叫做太陽能聚光發(fā)電，是將太陽輻射從面積上濃縮產(chǎn)生高溫發(fā)電的裝置。由于太陽光聚集后可以產(chǎn)生高溫，因此該技術(shù)用于與熱發(fā)電機相連來構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。太陽能聚光技術(shù)最早可以追溯到140年前(D.Mills，2003)，Mouchot和Pifre于1882年在法國所做的研究工作。其后，在1888年Ericsson，1901年Eneas，1913年Shuman和1968年Francia在該方面也進行了大量的研究工作。最值得一提的是在上世紀80年代，由于70年代的石油危機，太陽能熱發(fā)電得到了重視，一批大規(guī)模的太陽聚光器在世界各國安裝。如發(fā)電總功率354MW的槽式太陽能熱電站在美國加洲建成，在十幾年間已經(jīng)發(fā)電超過5000GWh。
當(dāng)前太陽能熱發(fā)電按照太陽能采集方式可劃分為（1）太陽能槽式發(fā)電；（2）太陽能碟式發(fā)電；（3）太陽能塔式發(fā)電；
（1）太陽能槽式發(fā)電
槽式發(fā)電是最早實現(xiàn)商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它采用大面積的單軸槽式太陽能追蹤采光板，通過對太陽光的聚焦，把太陽光聚集到安裝在拋物線形反光鏡焦點上的線形接收器上，并加熱流過接收器的熱傳導(dǎo)液，使熱傳導(dǎo)液汽化，同時在能量區(qū)的熱轉(zhuǎn)換設(shè)備中產(chǎn)生高壓、過熱的蒸汽，然后送入常規(guī)的蒸氣渦輪發(fā)電機內(nèi)進行發(fā)電。通常接收太陽光的采光板采用模塊化布局，許多采光板通過串并聯(lián)的放置，均勻的分布在南北軸線方向。為了保證發(fā)電的穩(wěn)定性，通常在發(fā)電系統(tǒng)中加入化石燃料發(fā)電機。當(dāng)太陽光不穩(wěn)定的時候，化石燃料發(fā)電機補充發(fā)電，來保證發(fā)電的穩(wěn)定性和實用性。
一些國家已經(jīng)建立起示范裝置，對槽式發(fā)電技術(shù)進行深入的研究。到2000年，隨著先進技術(shù)和設(shè)計的提出，減少了槽式發(fā)電在熱收集方面的損耗和電的寄生效應(yīng)，使槽式發(fā)電得到了較大的提高?？墒挂粋€80MW的發(fā)電站的光電轉(zhuǎn)換效率達到12.9%。
當(dāng)前，隨著熱能存儲設(shè)備的加入，可使槽式發(fā)電的效率比最初提高7%。熱能存儲設(shè)備可以存儲剩余的熱量，保證發(fā)電的平穩(wěn)，同時它也為獨立的太陽能發(fā)電提供了保障。有了熱能存儲設(shè)備的加入，可使一個80MW的發(fā)電站的光電轉(zhuǎn)換效率達到13.8%。
如表1所示為目前世界上太陽能槽式發(fā)電站列表。當(dāng)前正在發(fā)展的技術(shù)方向為直蒸汽（DSG）技術(shù)。典型的PTC發(fā)電廠動力范圍為30-150MW，工作溫度約為400°C。  
（2）太陽能碟式發(fā)電
碟式發(fā)電是目前利用太陽能發(fā)電效率最高的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，最高可達到29.4％[1]。因此它有潛力成為最廉價的利用太陽能發(fā)電的系統(tǒng)。它利用雙軸跟蹤技術(shù)，采用一組反光鏡聚集太陽