光伏發(fā)電是利用半導體的光生伏打效應將光能直接轉換成電能的，基本的部件太陽(yáng)能電池板，是光轉電的方式。其中關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
?、贌o(wú)枯竭危險；
?、诎踩煽?，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對干凈（無(wú)公害）；
?、鄄皇苜Y源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無(wú)電地區，以及地形復雜地區；
?、軣o(wú)需消耗燃料和架設輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電；
?、菽茉促|(zhì)量高；
?、奘褂谜邚母星樯先菀捉邮?；
?、呓ㄔO周期短，獲取能源花費的時(shí)間短。
缺點(diǎn)：
?、僬丈涞哪芰糠植济芏刃?，即要占用巨大面積；
?、讷@得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。
?、郯l(fā)電成本高
?、芄夥逯圃爝^(guò)程中不環(huán)保
什么是光熱發(fā)電
光熱發(fā)電也叫做聚焦型太陽(yáng)能熱發(fā)電，它是通過(guò)各種物理方式把太陽(yáng)能直射光聚集起來(lái)并產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅動(dòng)汽輪機來(lái)發(fā)電的。依據集熱方式的不同，又可分為太陽(yáng)能槽式熱發(fā)電、太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電和太陽(yáng)能碟式熱發(fā)電三種。是熱轉電的方式。
光熱發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)
1、電能質(zhì)量?jì)?yōu)良，可直接無(wú)障礙并網(wǎng)。
太陽(yáng)能光熱發(fā)電與常規化石能源在熱力發(fā)電上原理相同，都是通過(guò)Rankine 循環(huán)、Brayton循環(huán)或Stirling 循環(huán)將熱能轉換為電能，直接輸出交流電，不必像光伏或風(fēng)電一樣還需要逆變器轉換，電量傳輸技術(shù)相對較為成熟，穩定性高，因此更方便與目前國內的電網(wǎng)對接，且電力品質(zhì)好。
2、可儲能，可調峰，實(shí)現連續發(fā)電。
電網(wǎng)的負荷曲線(xiàn)形狀在白天與太陽(yáng)能發(fā)電自然曲線(xiàn)相似，上午負荷隨時(shí)間上升，下午隨時(shí)間下降，因此太陽(yáng)能發(fā)電是天然的電網(wǎng)調峰負荷，可根據電網(wǎng)白天和晚上的最大負荷差確定負荷比例，一般可占10-20%的比例；
受益于熱能的易儲存性，所有太陽(yáng)能光熱發(fā)電電站都有一定程度的調峰、調度能力，即通過(guò)熱的轉換實(shí)現發(fā)電的緩沖和平滑，并可應對太陽(yáng)能短暫的不穩定狀況；
儲能是可再生能源發(fā)展的一大瓶頸，實(shí)踐證明儲熱的效率和經(jīng)濟性顯著(zhù)優(yōu)于儲電和抽水蓄能。配備專(zhuān)門(mén)蓄熱裝置的太陽(yáng)能光熱發(fā)電 電站，不僅在啟動(dòng)時(shí)和少云到多云狀態(tài)時(shí)可以補充能量，保證機組的穩定運行，甚至可以實(shí)現日落后24 小時(shí)不間斷發(fā)電，同時(shí)可根據負載、電網(wǎng)需求進(jìn)行電力調峰、調度。
3、規模效應下成本優(yōu)勢突出。
因熱電轉換環(huán)節與火電相同，太陽(yáng)能光熱發(fā)電也與火電同樣具備顯著(zhù)的規模效應，優(yōu)于風(fēng)電和光伏等。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)規模擴大，太陽(yáng)能光熱發(fā)電的成本將很快接近甚至低于傳統化石能源發(fā)電成本。
4、清潔無(wú)污染，助力碳減排。
光伏盡管是清潔發(fā)電，但硅片生產(chǎn)環(huán)節卻高耗能高污染，而太陽(yáng)能光熱發(fā)電 不需要提煉重金屬、稀有金屬和硅，生產(chǎn)與發(fā)電環(huán)節均無(wú)污染，是真正的清潔能源。
光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的區別
1、發(fā)電原理不同
光伏電站是利用太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光形成光電子，產(chǎn)生電流。
光熱發(fā)電利用熔鹽或者油等介質(zhì)吸收太陽(yáng)光中的熱能，使用汽輪機將其轉化為電能。
2、并網(wǎng)難易不同
光伏發(fā)電受日光照射強度影響較大，上網(wǎng)后給電網(wǎng)帶來(lái)較大壓力，其發(fā)電形式獨特，和傳統電廠(chǎng)合并難度大。
太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統可以通過(guò)增加儲熱單元或通過(guò)補燃或與常規火電聯(lián)合運行改善出力特性，輸出電力穩定，電力具有可調節性。就并網(wǎng)難易程度來(lái)看，光熱發(fā)電比常規的光伏發(fā)電更具有優(yōu)勢。通過(guò)儲熱改善光熱發(fā)電出力特性（槽式和塔式光熱發(fā)電）。白天將多余熱量?jì)Υ?，晚間再用儲存的熱量釋放發(fā)電，這樣可以實(shí)現光熱發(fā)電連續供電，保證電流穩定，避免了光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電難以解決的入網(wǎng)調峰問(wèn)題。
3、對環(huán)境的污染程度不同
光熱發(fā)電是清潔生產(chǎn)過(guò)程，基本采用物理手段進(jìn)行光電能量轉換，對環(huán)境危害極小，太陽(yáng)能光熱發(fā)電站全生命周期的CO2排放僅為13~19g/kWh。
而光伏發(fā)電技術(shù)存在致命弱點(diǎn)為太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)過(guò)程中對環(huán)境的損耗較大，是高能耗、高污染的生產(chǎn)流程。
4、技術(shù)成熟程度不同
常規的光伏發(fā)電技術(shù)，在我國已經(jīng)發(fā)展穩定，技術(shù)相對成熟；而光熱發(fā)電，雖然很早就在國外興起，但是在我國來(lái)說(shuō)，依然處于技術(shù)創(chuàng )新與改進(jìn)階段。
光伏發(fā)電與光熱發(fā)電的簡(jiǎn)單比較
光伏發(fā)電是根據光生伏特效應原理，利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統主要由太陽(yáng)電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件。光伏發(fā)電，其基本原理就是“光伏效應”。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內部引力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。
白天采用高能vcz晶體發(fā)電板和太陽(yáng)光互感對接和全天候24小時(shí)接收風(fēng)能發(fā)電互補，通過(guò)全自動(dòng)接收轉換柜接收，直接滿(mǎn)足所有家電用電需求。光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時(shí)，接觸面就會(huì )形成電勢差，成為太陽(yáng)能電池。但是在光伏發(fā)電中，所運用的多晶硅項目存在巨大的風(fēng)險，一是技術(shù)復雜，工藝參數多，許多項目不能達產(chǎn)；二是環(huán)保風(fēng)險，因為多晶硅是高污染的項目，中國多數企業(yè)環(huán)保不達標，有被政府強制關(guān)停的風(fēng)險；三是如果多晶硅市場(chǎng)供大于求，價(jià)格有大幅下跌風(fēng)險。四是投資巨大且項目建設及回收周期長(cháng)。
太陽(yáng)能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽(yáng)輻射能轉換成熱能并通過(guò)熱力循環(huán)過(guò)程進(jìn)行發(fā)電，是太陽(yáng)能熱利用的重要方面。作為太陽(yáng)能大規模發(fā)電的重要方式，太陽(yáng)能熱發(fā)電具有一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據國外研究?jì)H有18g/kWh。另外，該技術(shù)在現有太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)中成本最低，更易于迅速實(shí)現大規模產(chǎn)業(yè)化。此外，太陽(yáng)能熱發(fā)電還具有非常強的與現有火電站及電網(wǎng)系統的相容性?xún)?yōu)勢。
光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池技術(shù)，有光子使電子躍遷，形成電位差，光能直接就轉變?yōu)殡娔?，產(chǎn)生直流電，太陽(yáng)能光熱發(fā)電是將光能轉變?yōu)闊崮?，然后再通過(guò)傳統的熱力循環(huán)做功發(fā)電的技術(shù)。太陽(yáng)能光熱發(fā)電產(chǎn)生的是和傳統的火電一樣的交流電，與傳統發(fā)電方式和現有電網(wǎng)的匹配性更好，可直接上網(wǎng)。
兩者之間最為重要的差別，則在于各自在能量?jì)Υ娣绞缴系牟町?。而儲能對于彌補太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性，以及對電網(wǎng)的調峰能力，具有著(zhù)非常重要的意義。由于光伏發(fā)電是由光能直接轉換為電能，因此其多余的能量只能采用電池儲存，其技術(shù)難度和造價(jià)遠比太陽(yáng)能光熱發(fā)電中，僅需儲熱要大得多。因此，易于對多余的能量進(jìn)行儲存，以實(shí)現連續穩定的發(fā)電和調峰發(fā)電，是太陽(yáng)能熱發(fā)電相對于光伏發(fā)電的一個(gè)最為重要和明顯的優(yōu)勢。
光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展前景
1、皆具發(fā)展潛力，近中期光伏電站發(fā)展規模會(huì )更大
在2030年以前，由于光伏裝機成本和度電成本均低于光熱發(fā)電，且光伏出力與白天用電高峰和峰值電價(jià)曲線(xiàn)相吻合，在光伏滲透率較低情況下，光伏裝機規模將遠大于光熱。在2030年后，光伏裝機由于滲透率高，且基本能滿(mǎn)足白天的用電需求，發(fā)展速度會(huì )放緩；光熱則會(huì )充分利用其儲熱優(yōu)勢，能滿(mǎn)足日落后的用電高峰，從而得到較快發(fā)展。根據美國Sunshot計劃，到2030年，美國太陽(yáng)能累計裝機將達到330GW。其中，光伏裝機為302GW，光熱裝機為28GW，光伏是光熱的11倍。到2050年，光熱裝機將達到83GW，光伏則為632GW，光伏下降是光熱的8倍。
2、非替代關(guān)系，兩者協(xié)同互補
光熱和光伏發(fā)電都面臨火電等傳統能源的競爭，承載著(zhù)代替化石能源的使命，只有光伏和光熱更好地協(xié)同互補，才能完成這項任務(wù)，滿(mǎn)足用電需求。同時(shí)，由于大型風(fēng)電、光伏和光熱電站等可再生能源主要建設在沙漠、戈壁灘等地區，需要遠距離輸送，但風(fēng)電、光伏等利用小時(shí)數低，單獨遠距離傳輸經(jīng)濟性差，為提高輸送電網(wǎng)的利用率，不得不通過(guò)火電打捆等方式輸送。如果光熱電站成熟之后，則完全可以通過(guò)儲熱方式替代火電，解決電網(wǎng)利用率低問(wèn)題，同時(shí)也可解決可再生能源發(fā)電不穩定的問(wèn)題。
3、應用領(lǐng)域各有側重，主戰場(chǎng)不重合
光伏發(fā)電優(yōu)勢在于分布式，在負荷中心建設方面，結合儲能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可實(shí)現就地發(fā)電就地使用。同時(shí)，光伏也可作為移動(dòng)電源，充分滿(mǎn)足消費市場(chǎng)需求，這是光熱電站難以企及的。光熱發(fā)電優(yōu)勢在于規?；?，適合在條件適宜地區建設大型光熱電站，然后遠距離輸送。在這些地區，也可適當發(fā)展大型光伏電站，將光伏光熱打捆送出，實(shí)現可再生能源最大限度的消納。
