光伏发电与光热发电各有什么优缺点
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光伏发电与光热发电的区别对比作为同样都是利用太阳能进行发电的可再生能源技术,光伏发电无疑是最经常用来与太阳能光热电做比较的新型发电技术。
我们认为,光伏发电主要应用于分布式发电,而光热发电则较多用作集中式发电。
因此两者长期来看是互补关系。
光热发电与传统发电方式及现有电网能够更好契合。
如前所述,太阳能光热发电是将光能转变为热能,然后再通过传统的热力循环做功发电的技术。
而光伏发电是由光子使电子跃迁,形成电位差,光能直接就转变为电能。
因此,光伏发电产生的是直流电,而太阳能光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,与传统发电方式和现有电网的匹配性更好,可直接上网。
储能方式使光热发电具备调峰的功能。
而两者之间最为重要的差别,则在于各自在能量储存方式上的差异。
而储能对于弥补太阳能发电的间歇性,以及对电网的调峰能力,具有着非常重要的意义。
由于光伏发电是由光能直接转换为电能,因此其多余的能量只能采用电池储存,其技术难度和造价远比太阳能光热发电中,仅需储热要大得多。
因此,易于对多余的能量进行储存,以实现连续稳定的发电和调峰发电,是太阳能热发电相对于光伏发电的一个最为重要和明显的优势。
工程特性也决定了光伏与光热的不同分工。
在工程技术和安装上,光伏发电的全部光电转化都已经被完整地包含在一个模块当中,功能独立,因此非常适合分散式发电。
而光伏发电的集中式发电,也是基于对数目众多的太阳能电池模块的叠加效应,是对单块电池的拼装和连接。
一旦电池出厂,就已经是功能独立的运行单元,后期的现场安装和维护都相对简单。
所以产业的重点在于对单片的太阳能电池的制造技术的开发上。
而太阳热发电技术,除了斯特林(碟式)本身因为有类似于光伏的模块化的特点以外,其它三种光热方式缺乏用作分布式小型发电的优势,而更适合于大型的集中式发电,其经济性也只有在大规模的集中发电中才能够体现出来。
在太阳能热发电技术中,虽然所使用的材料都只是一般的常规材料,诸如玻璃和钢材,但系统集成更具工程性,现场安装和施工都相对复杂,并且对于整个项目的成功至关重要。
太阳能光伏技术和光热技术的比较分析随着环保理念不断深入人心,太阳能作为一种绿色能源受到了越来越多的重视。
太阳能可以利用太阳的能量来发电,其应用范围较广,常见的太阳能形式就是光伏技术和光热技术。
那么,太阳能光伏技术和光热技术相比,各自有哪些特点呢?一、太阳能光伏技术太阳能光伏技术是利用太阳能直接转化为电能的技术。
可以说是光电池板将光能转化为电能。
其主要组成是阳光辐射下的光板、转换器、电池组和电池系统控制器。
应用比较广泛的是太阳能光伏发电系统。
其特点如下:1.高效性太阳能光伏技术不用燃烧任何燃料,也不会产生二氧化碳等污染物,可谓环保无污染,因此受到更多普及。
太阳能光伏技术效率高,电池的利用率也高。
单个太阳能电池板可以达到15-20%的转换效率,而太阳能电池板阵列则更高。
2.持久性光伏板的使用寿命相当长,一般为20-30年以上,而且维护简单。
只需按时清洗光伏板表面即可,具备维护成本低、使用寿命长的优点。
但太阳能光伏技术也存在着缺点。
必须有足够的阳光才能生产出电能,因此其在阴雨天气等低光时无法正常工作;成本相对较高,但未来随着技术的提升有望降低成本。
二、太阳能光热技术太阳能光热技术是利用太阳光照直接产生热量,以热能发电。
太阳能光热系统的主要成分是太阳能集热器、储热器、换热器和发电机。
太阳能光热技术面向的主要是太阳能热水系统、太阳能空调系统等。
其特点如下:1.稳定性重要优点是其与光伏技术相比在化学结构上比较稳定,且不会因低光等原因造成电池短路和火灾隐患。
2.发展速度快太阳能光热技术是利用太阳的自然能量,经过优化设计成为近几年的热门技术,并且在美国、德国等地区已经过得初步流传应用。
未来随着全球环境保护和能源危机的日益严峻,太阳能光热系统的应用领域将会越来越宽泛。
同样的,太阳能光热技术也有其缺点,如需要足够的阳光才能产生热量,而且夜晚和阴天就无法使用。
此外,光热系统的组成较为复杂,成本也较高,但这方面仍有优化的空间。
光伏发电的优势与劣势光伏发电作为一种可再生能源技术,近年来越来越受到关注和应用。
它利用光能将太阳能转化为电能,具有许多优势,但同时也存在一些劣势。
本文将详细探讨光伏发电的优势与劣势。
优势一:可再生与环保光伏发电的首要优势就是其可再生性质。
相较于传统的化石燃料发电方式,光伏发电不消耗资源,主要依靠太阳能的转化,因此几乎具有无限的可再生能源。
这对于解决全球能源危机具有重要意义。
另外,光伏发电不产生二氧化碳等有害气体,没有温室效应,对于缓解气候变化和减少空气污染具有显著作用。
相比化石燃料发电,光伏发电可以大幅减少人类对于环境的负面影响,实现清洁能源的利用。
优势二:可分布与可靠性光伏发电具有分布式特点,即可以在各个地方进行布局。
可以将光伏电池板安装在屋顶、阳台等空地,充分利用城市空间,无需额外建设独立的发电厂,减少用地压力和环境破坏。
此外,分布式光伏发电系统可以减少能源输送过程中的能量损失,提高能源利用效率。
光伏发电还具有较高的可靠性。
虽然太阳能依赖光照,但是光伏发电系统可以在阳光不足或夜间使用储能设备储存电能,保证系统稳定运行。
光伏发电系统还可以与传统电力系统相互补充,共同构建供电网络,提高能源供应的可靠性。
优势三:长寿命与维护成本低光伏发电系统的寿命相对较长。
传统的光伏组件寿命可达25年以上,而技术不断发展的情况下,也有望进一步延长寿命。
这意味着一次性的投资可以长期受益。
相比之下,化石燃料的储量是有限的,为了供应电力需要不断进行开采和购买,成本相对会更高。
此外,光伏发电系统的维护成本相对较低。
光伏组件不需要频繁的检修和更换,只需定期进行清洁和维护即可。
相比传统发电方式的机械设备维护,维护光伏发电系统的成本更低,更为经济。
劣势一:高成本与低效率当前,光伏发电系统的建设和安装成本相对较高。
光伏电池板的制造和设备的购买需要一定的投资,这使得光伏发电系统在一开始的建设阶段面临较高的成本压力。
然而,随着科技的进步和规模化生产的推进,光伏发电的成本逐渐下降,未来有望实现更加平价。
光伏与光热之区别太阳能无疑是目前地球上可以开发的最大可再生能源。
根据对到达地球上的太阳辐射能量进行转化形式的不同,太阳能的利用可以分为光热和光伏两大类别。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
而光热利用按温度可分为中低温和高温利用。
中低温主要包括太阳能热水器、太阳能建筑供暖制冷、太阳能海水淡化、太阳能干燥等;高温热利用主要包括太阳能热发电及太阳能热化学等。
目前,太阳能热发电技术主要包括4类,槽式、线性菲涅尔式、碟式及塔式。
其中,槽式和塔式太阳能热发电站目前均已实现了商业化运行,而碟式及线性菲涅尔式则分别处于样机示范及系统示范阶段。
光伏发电最大的优势是应用场合没有明显限制,有阳光资源的地方都可安装光伏系统。
在辐照不好或者夜间,光伏系统通过对蓄电池进行充放电实现连续运行。
不过,规模化光伏电站若采用蓄电池储能,其成本仍然较高,且蓄电池的使用寿命有待考验。
而太阳能光热利用中除了可以通过材料吸收太阳辐射光谱中不同波长的光能并将其转化为热能供直接使用外,还可以利用聚光器将低密度的太阳能汇聚,生成高密度的能量,加热工作介质,产生蒸汽推动汽轮机发电。
聚光器的聚焦方式有点聚焦、线聚焦等,对应产生了碟式、塔式、槽式及菲涅尔式等几种主要的太阳能热发电形式,与常规火电站相比,太阳能热发电系统的“热—功—电”转换环节所采用的热力循环模式及设备基本是相同的。
在辐照连续的条件下,太阳能热发电站可以直接产生与火电站完全相同的满足电网品质要求的交流电,保证电网的电压和频率稳定。
但太阳辐射能本身具有随季节、白天时段不同而不连续变化的特点,受天气条件影响较大。
储热材料技术的发展,已为实现规模化稳定运行的太阳能热发电站提供了可能。
“在合适的选址区域,带有一定容量储热系统的太阳能热发电站,将不仅可产生满足用户需求的电能,还能根据电网中用电负荷的变化,起到调峰作用”。
另外从实际电站运行的角度来看,太阳能热发电比太阳能光伏发电有对现有火电站及电网系统更好的兼容性。
光热发电技术主要类型,与光伏发电区别光热,全名聚光太阳能热发电(Concentrated Solar Power,简“CSP”),与利用半导体材料将太阳光辐射能直接转换为电能的光伏不同,光热依靠的,是通过各种镜面聚集太阳直射光,加热导热介质,再经过热交换产生高温蒸气,推动汽轮机发电。
与光伏行业的普及程度相比,光热绝对不是一个认知度很高的概念。
它最近一次广泛出现在大众视野内,恐怕还是因为敦煌光热电站,利用定日镜为献礼的画面在社交媒体上掀起了一阵热潮——但也仅此而已,也许大部分人都没有意识到自己看到的是光热电站,而非光伏。
来源:敦煌发布[1]光伏与光热,都是利用太阳能发电。
虽然原理不同,涉及技术也不一样,但为何前者天下知,后者却至今默默无闻?这背后的因素比较复杂。
尽管光热在很多方面较光伏有优势,然而也不能否认,光热缺乏政策支持,还存在技术门槛高、前期投资大以及距离商业化比较远等一系列问题。
放大灯将通过本文,为读者解析这一与光伏截然不同的,太阳能发电技术。
1、远看像光伏,近看火电厂与光伏不同,光热发电系统所利用的发电原理与传统电厂并无差别,还是被戏称为“烧开水”的热电套路,这也是光热系统甚至可以直接接入传统发电厂的原因。
从设计上看,业界主流的大型光热发电厂可以分为四个部分,分别是:集热系统,热传输系统,储热系统,发电系统。
集热系统是光热发电系统最核心的组成部分。
这一环节负责吸收太阳辐射能,对导热介质进行加热,为后续发电提供能量。
不管具体技术路线如何,集热系统总是包含聚光装置与接收器两个核心组件。
其中聚光装置由中央控制系统操控,跟踪太阳位置收集并反射(重定向)最大量的阳光,将辐射能集中至接收器上。
接受器则利用收集到的能量加热内部工质,实现能量的吸收与储运。
热传输系统则是将集热系统收集起来的热能,利用导热工质(术语称为“工作流体”),输送给后续系统的中间环节。
目前最主流的工作流体是熔盐,相较于早期使用的水和导热油,其在熔融态下可保持较宽的工作温度范围,允许系统在低压工况下吸收和储存热能,安全性能出色,是比较理想的工质。
太阳能利用比照 - 光热PK光伏在光伏产业尤其是晶硅太阳能发展遭遇产能过剩、高能耗和高污染的诟病时,太阳能光热发电技术受到关注。
超越光伏、替代光伏……一时间,作为太阳能光伏发电“亲姐妹”的太阳能光热发电,被摆在了竞争台上。
光热技术日益被看重1、光热发电近期发展及政策的动态2006 年,随着发达国家对可再生能源使用比例的强制要求和相关激励性合同电价政策的出台,CSP 在以西班牙和美国为代表的市场开始复兴。
2007年国家发改委《可再生能源中长期规划》中曾做出具体计划,中国到2010年建成太阳能热发电总容量5万千瓦,到2020年达到20万千瓦。
2009 年科技部成立“太阳能光热产业技术创新战略联盟”,开始发动一轮光热攻坚战。
一位接近国家发改委人士此前对媒体透露,2012年之前,国内将有1000兆瓦至2000兆瓦的光热项目启动。
目前,全球运行中和建设中的 CSP 电站已分别超过了800MW 和900MW的装机规模,规划中的工程(包括已签合同或开发协议的2013 年之前动工项目)则高达12.5GW。
发展改革委近日下发的《产业结构调整指导目录(2011年本)》将于6月1日正式施行。
在指导目录鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被放在突出位置。
2、光热发电站实景光热PK光伏1、光热发电原理与太阳能光伏发电有较大不同与 CPV 系统可以分为反射型聚光和投射型聚光类似,CSP 的分类主要也是按照系统使用的不同聚光反射器来区分的;而不同之处在于,CSP 系统后道能量转换部分的结构及其对系统技术特性的影响,在不同类型的系统之间也有比较大的区别。
CSP 发电的技术路线可以分为四大类:技术相对成熟、目前应用最广泛的抛物面槽式;效率提升和成本下降潜力最大的集热塔式;适合以低造价构建小型系统的线性菲涅尔式;效率最高、便于模块化部署的抛物面碟式。
与 CPV 系统可以分为反射型聚光和投射型聚光类似,CSP 的分类主要也是按照系统使用的不同聚光反射器来区分的;而不同之处在于,CSP 系统后道能量转换部分的结构及其对系统技术特性的影响,在不同类型的系统之间也有比较大的区别。
光伏发电优缺点分析说明光伏发电是一种利用光能转化为电能的技术,近年来逐渐受到人们的关注并得到广泛应用。
光伏发电系统由光伏组件、逆变器、支架等组成,通过直接将光能转化为电能来实现电力的生产。
与传统的燃煤、核能等发电方式相比,光伏发电具有许多优点,同时也存在一些缺点。
本文将对光伏发电的优缺点进行分析说明。
光伏发电的优点:1.清洁环保:光伏发电不会产生任何污染物和温室气体,对环境影响较小,是一种清洁的能源,有利于保护地球环境。
2.可再生可持续:太阳能是一种可再生的能源,不断通过一天又一天的阳光补充能源,不会用尽。
光伏发电具有可持续性,可以长期稳定地提供电力。
3.低维护成本:光伏电站的运行维护成本相对较低,日常只需做好清洁与检查工作即可,不需要频繁的检修和维护,因此具有较低的维护成本。
4.分布式布局:光伏发电系统可以分布在各个地方,可以安装在屋顶、阳台、山地等各种地方,不需要占用大片土地,有利于资源的优化利用。
5.灵活性强:光伏发电系统的安装灵活,可以根据需求进行调整和扩建。
同时也能够快速地响应电网管理需求,为电网提供灵活的调峰支持。
6.可降低能源依赖:通过利用光伏发电,可以减少对传统能源的依赖,降低对煤炭、石油等化石能源的需求,有助于减少能源的消耗。
光伏发电的缺点:1.能效比低:与传统的燃煤发电相比,光伏发电的能效比较低,能量转换效率相对较低,虽然逐步提高,但仍需要进一步提升。
2.天气影响:天气条件会直接影响光伏发电系统的发电效率,如阴天、雨天光照较弱时,光伏发电的产能会受到一定程度的影响。
3.能量密度低:相比于传统的能源形式,光伏发电的能量密度较低,需要占用较大的面积来获得相同的发电量。
4.初始投资大:光伏发电系统的建设成本较高,需要一定的初始投资,包括光伏组件、逆变器、支架等设备的购置和安装费用。
5.能量存储难:光伏发电产生的电能并不会随时符合用电需求,需要进行储能,但目前的能量存储技术相对尚不成熟,成本较高。
光伏发电与光热发电的简单比较光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。
光伏发电,其基本原理就是“光伏效应”。
光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
白天采用高能vcz晶体发电板和太阳光互感对接和全天候24小时接收风能发电互补,通过全自动接收转换柜接收,直接满足所有家电用电需求。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。
硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。
当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。
但是在光伏发电中,所运用的多晶硅项目存在巨大的风险,一是技术复杂,工艺参数多,许多项目不能达产;二是环保风险,因为多晶硅是高污染的项目,中国多数企业环保不达标,有被政府强制关停的风险;三是如果多晶硅市场供大于求,价格有大幅下跌风险。
四是投资巨大且项目建设及回收周期长。
太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电,是太阳能热利用的重要方面。
作为太阳能大规模发电的重要方式,太阳能热发电具有一系列明显优点,首先,其全生命周期的碳排放量非常低,根据国外研究仅有18g/kWh。
另外,该技术在现有太阳能发电技术中成本最低,更易于迅速实现大规模产业化。
此外,太阳能热发电还具有非常强的与现有火电站及电网系统的相容性优势。
光伏发电是利用太阳能电池技术,有光子使电子跃迁,形成电位差,光能直接就转变为电能,产生直流电,太阳能光热发电是将光能转变为热能,然后再通过传统的热力循环做功发电的技术。
太阳能光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电,与传统发电方式和现有电网的匹配性更好,可直接上网。
太阳能光热发电与光伏发电对比分析太阳能光热发电和光伏发电是目前主要的太阳能利用方式之一,它们都利用太阳的能量来产生电力。
虽然它们的目标相同,但它们的原理、技术和应用领域有所不同。
在本文中,我将对太阳能光热发电和光伏发电进行比较分析。
太阳能光热发电(Concentrated Solar Power,CSP)是利用太阳辐射热能产生电力的一种技术。
它的原理是通过反射镜将太阳能集中到一个集热器或反射器中,使其产生高温热能,然后利用这种热能发电。
典型的光热发电系统包括塔式光热发电和槽式光热发电。
与之相比,光伏发电是利用半导体材料(通常是硅)的光电效应将太阳能直接转化为电能的一种技术。
当太阳光照射到光伏电池上时,光子会激发电子,导致电流产生,这样就可以通过接线将电能转化为电力。
首先,从技术上来讲,太阳能光热发电系统的效率通常更高。
根据统计数据,太阳能光热发电系统的效率可以达到30%以上,而普通光伏电池的效率通常只在10-20%左右。
这是因为太阳能光热系统可以利用太阳能的热能转化为电能,而光伏电池只能利用太阳能的光能。
然而,虽然太阳能光热发电系统的效率较高,但其应用领域受到一定限制。
由于其较高的建设成本和对大面积土地的需求,在目前主要应用于大型的集中式发电站。
而光伏发电系统则更适合分布式应用,可以安装在屋顶、太阳能板和其他空间有限的场所。
此外,光伏发电系统相对较低的成本和较长的使用寿命也使得它更受市场欢迎。
其次,从环境影响上来看,太阳能光热发电相对于光伏发电来说,更容易对生态环境造成一定的负面影响。
光热发电通常需要大面积的镜子或反射器来集中太阳能,这样容易破坏当地的植被和生态系统。
而光伏发电系统通常不需要大面积的土地,对生态环境的影响相对较小。
此外,太阳能光热发电和光伏发电在应对天气变化和季节变化方面也存在一定的差异。
光热发电系统通常可以储存热能,使其可以在夜间或阴天继续发电,从而能够更好地应对天气变化。
而光伏发电系统则需要依赖阳光的直接照射,对天气的依赖性更强。
太阳能光热发电与光伏发电对比分析第一,原理和工作方式
光伏发电利用太阳光的光子击打到光伏电池上,激发电子运动形成电流,通过电池、逆变器等设备将直流电转化为交流电。
光伏发电技术主要是利用半导体材料的光伏效应将太阳光转化为电能。
第二,效率和能源转化率
光伏发电的效率相对较低,目前转换效率一般在20%到25%之间。
然而,随着科技的进步和材料的改良,光伏电池的转换效率有望继续提高。
第三,应用领域和用途
光伏发电则可以应用于各个领域,包括家庭、商业、工业和农业等。
由于光伏发电的组件较小,可以安装在屋顶、地面和道路等地方,更加灵活。
光伏发电也可以将电能储存到电池中,以便在夜晚或云天气时供电。
第四,适应性和环境影响
光伏发电具有更广泛的适应性,可以在各种气候条件下工作,不像光热发电那样对太阳直射条件要求较高。
从环境影响方面来看,光热发电需要大量的水资源进行冷却,而光伏发电则不需要额外的水资源。
另外,光热发电过程中可能会产生大量的热污染,对周边环境造成一定的影响,而光伏发电则不存在这个问题。
综上所述,太阳能光热发电和光伏发电是两种不同的利用太阳能实现发电的技术,各有其特点和应用领域。
根据实际需求和条件选择合适的发电技术,可以最大限度地利用太阳能资源,减少对传统能源的需求,实现可持续发展。
光伏发电与光热发电各有什么优缺点
什么是光伏发电光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将光能直接转换成电能的,基本的部件太阳能电池板,是光转电的方式。
其中关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电的优缺点
①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点:
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③发电成本高
④光伏板制造过程中不环保
什么是光热发电光热发电也叫做聚焦型太阳能热发电,它是通过各种物理方式把太阳能直射光聚集起来并产生高温高压的蒸汽,蒸汽驱动汽轮机来发电的。
依据集热方式的不同,又可分为太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电和太阳能碟式热发电三种。
是热转电的方式。