政策的变化让【ràng】光【guāng】伏产业人措手【shǒu】不及【jí】,今【jīn】年530新政对国内光【guāng】伏业影【yǐng】响巨大,国内光伏粗暴【bào】式【shì】增长的时代就【jiù】要结束,低【dī】成本、平稳、高质量的【de】发【fā】展将是【shì】未来光伏业的目标。

在这【zhè】种情况【kuàng】下,看不【bú】到光伏短【duǎn】期增长空间的一些产业人士【shì】开始【shǐ】转为关注太阳能的另外一种利用形式——光热【rè】发【fā】电【diàn】。

       和光伏发电相比【bǐ】,光【guāng】热的投资成本高【gāo】很多,回收周期【qī】长,技【jì】术门槛高,系统【tǒng】复杂,涉及到的产业链环节【jiē】更【gèng】广泛。但是在国内,光热还属于新兴产业【yè】,上升潜力巨大【dà】,同样【yàng】也属【shǔ】于国【guó】家大力支【zhī】持的清洁能源产业。

另外一点不可【kě】比拟的优势是,光热发电的电【diàn】力品质【zhì】更高,电力【lì】输出【chū】稳定,在未【wèi】来有替【tì】代部分传统火电【diàn】站【zhàn】作【zuò】为基荷或【huò】者调【diào】峰电站【zhàn】的潜力。而这点也是光【guāng】伏和风电长久以来面临的【de】问题。

太阳能发电市场较为成熟的西班牙为例,CSPFocus光略咨询对该国近期光热发【fā】电【diàn】(CSP)和光伏发电(PV)的【de】情况【kuàng】进行了【le】对比和分析,这些真实的数据能够清楚的【de】揭【jiē】示为【wéi】什么越来越多光伏行业的人开始【shǐ】关【guān】注光【guāng】热发电【diàn】。

传统光热发电大国---西班牙

在政府【fǔ】的电力补【bǔ】贴计划支【zhī】持下,从2008至2013年【nián】间,西【xī】班牙兴建了【le】2.3GW左右的光热电站,约【yuē】占当今全球光热电站【zhàn】装机量的【de】一半,跃至【zhì】全球第一。尽管后来由于国家【jiā】财政紧【jǐn】缩,西班牙更改【gǎi】了光热【rè】发电补【bǔ】贴的政策条款,导【dǎo】致近【jìn】年再无新建光热电站,但是已经投运【yùn】的光热电【diàn】站【zhàn】表现十分稳定。

       光伏方面,公【gōng】开资料显示,截至2016年【nián】底,西班【bān】牙光伏发电累【lèi】计并网装机量【liàng】达【dá】到4674MW,这【zhè】个容量【liàng】大约相【xiàng】当于西班牙发电总量的6.6%。

2018年8月西班牙光伏、光热发电数据分析

地【dì】处伊比利【lì】亚半【bàn】岛,西【xī】班【bān】牙受地中海气【qì】候影响【xiǎng】,夏季炎热干燥,光【guāng】照资源丰富,DNI(法【fǎ】向直接辐射【shè】)值通常都在2000kWh/m2/yr以上。每【měi】年夏季6~8月是光热发电【diàn】量【liàng】最多【duō】的月【yuè】份。同样,光伏发电量在夏季光照充足的情况下【xià】也【yě】能达到峰值【zhí】。

2009-2017年西班牙光热电站每月的发电量

CSPFocus整【zhěng】理了8月最近一段时间(2018年8月【yuè】9-21日)西班牙光伏和【hé】光热发电的情况,这组数据对【duì】比【bǐ】能够清楚【chǔ】的【de】体现二者的【de】区别和【hé】在【zài】电力系统中承【chéng】担的角色。

2018年8月9-21日西班牙光伏和光热发电情况对比

通过上图可以很明显的看出三点:

1.在白天,光热和光伏的发电【diàn】都迅速【sù】爬升,在中午时分【fèn】达到最高【gāo】,随【suí】后开【kāi】始下降。

2.由于光伏装机量更多,在电力系统中占比要更多一些。

3.在夜【yè】间,光伏发电的【de】贡【gòng】献几乎为零【líng】,而光热发电部分机组能够一直保证供【gòng】电到凌晨4、5点左【zuǒ】右。

我们以9-21光伏及光热具体发电表现为例具体分析:

9-21全天西班牙光伏和光热发电情况对比

西班【bān】牙8月份日出时间【jiān】大约在早【zǎo】晨【chén】7:30,日落时【shí】间【jiān】大约在晚上9:00。图中可以明【míng】显看【kàn】出:

在当天凌晨,光热发电机组一直【zhí】稳定维持在500+MW左右【yòu】的出【chū】力【lì】,而【ér】光伏电站几乎没有贡献任何发电量;

日出之后,光伏发电平稳【wěn】上【shàng】升【shēng】,在下午两点左右到达【dá】极值【zhí】。而后几【jǐ】乎以【yǐ】平稳的【de】速率下降,在日落前再次归零;

光【guāng】热发电【diàn】在九点左右开始迅【xùn】速爬【pá】升,一小时左右之后稳定【dìng】保【bǎo】持在2000+MW直到晚上九【jiǔ】点【diǎn】左右(日落);之后平缓下降,一小时之后稳定在600+MW。

光热发电具有“稳定输出”、“夜间持续发电”特性

通【tōng】过数据对比,很明显能【néng】够发现,光【guāng】热【rè】发电相比光伏发电最大的两【liǎng】个特点一是稳定【dìng】,二是夜间【jiān】持续【xù】的发电能力。

在白【bái】天用电高峰期,光热发电通【tōng】过【guò】约【yuē】一个小时左右的【de】启【qǐ】动准备后【hòu】即可保证稳定的【de】输【shū】出,直到日落。而光伏的【de】发电则【zé】与光照【zhào】强度基本呈正相关,二者的发电特点完全不同。

西班牙有18个光热电站带储能系统,共870MW,日落后,这【zhè】些机组通过降低出【chū】力【lì】(约30%)来维持西【xī】班牙夜间的部分电力需【xū】求【qiú】。在2018年8月【yuè】14号的发电情况图中【zhōng】,也【yě】能清【qīng】楚看到夜间光热机组发【fā】电稳定【dìng】维持在600+MW。

从2009年以【yǐ】来,随着投运的光热电站【zhàn】越【yuè】来越多,加【jiā】上运维管【guǎn】理的优化,发电量【liàng】不【bú】断攀升。目前光热发电已经【jīng】占【zhàn】到【dào】西班牙夏季发电量的8%,表现十分稳定。

光伏+蓄电池组V.S.光热+储热?

如果为了保证光伏在【zài】夜间也能够和光【guāng】热【rè】电站一【yī】样发电,配上蓄【xù】电池储能系统是【shì】否可【kě】行【háng】呢?

答案【àn】是:理论【lùn】上是可行的【de】,但是经济性方面远不如带【dài】储热系统【tǒng】的光【guāng】热电站。

根据美国可【kě】再【zài】生能源实验【yàn】室【shì】的研究【jiū】(NREL),2015年,一个配上蓄电池【chí】组(10年左【zuǒ】右寿命【mìng】)的光伏电【diàn】站度电成本约【yuē】在15~22美分/kWh左右【yòu】,配置【zhì】15年【nián】左【zuǒ】右寿【shòu】命的蓄电池组的光伏电站度【dù】电成本则要低【dī】一美分左右,而6小时储【chǔ】热能力的光热电站度电成本则在13美分/kWh左右,相差巨大。

另【lìng】外考虑到蓄电池组的损耗、寿【shòu】命和更换的【de】投入,用蓄电池【chí】组+光伏【fú】电站来保证全天发电【diàn】在经济层面还【hái】面临比较大的困难。  由于二者各【gè】自【zì】的优势互补,最近光伏+光【guāng】热的混合电站【zhàn】越来【lái】越【yuè】受【shòu】关【guān】注。摩【mó】洛哥【gē】NOORMidelt项目,以色列Ashalim项目,南澳【ào】州Aurora项【xiàng】目【mù】都以光伏+光热混合电站的形式来【lái】达到成本和发电的【de】最佳配【pèi】置。

通过上面的【de】数据对比,也就不【bú】难理【lǐ】解为何越来越多【duō】光伏【fú】产【chǎn】业的人开始关注光热行业【yè】了【le】。相信随着更多光伏【fú】人进入光热【rè】行业,公众对光【guāng】热【rè】的【de】认识度【dù】将【jiāng】会上一个台阶【jiē】,光伏和【hé】光热的结合也会利于两者更进一步发展,未【wèi】来太阳能发展的空间将会更【gèng】加广阔。