政策的变【biàn】化让光【guāng】伏【fú】产业人措手不【bú】及,今年530新政对国内光伏业影响巨【jù】大,国内光伏【fú】粗暴式增【zēng】长【zhǎng】的时代就要结束,低【dī】成本、平稳、高质【zhì】量的发展将【jiāng】是【shì】未来光伏【fú】业的【de】目标。

在【zài】这【zhè】种情况下【xià】,看不到光伏短期增长空【kōng】间的【de】一些产【chǎn】业人士【shì】开始转【zhuǎn】为关注太阳能的另外一种利用形式——光热发【fā】电。

       和光伏发电相比【bǐ】,光热的【de】投资成本高很多,回收周【zhōu】期【qī】长,技术门槛高【gāo】,系统复【fù】杂,涉及到的【de】产业【yè】链环节更广泛。但【dàn】是【shì】在【zài】国内【nèi】,光热还【hái】属【shǔ】于新兴产业,上升潜力巨大,同【tóng】样也属于国家大【dà】力支持的清洁能源产业。

另外一点不可比拟【nǐ】的优势是,光热发【fā】电的电【diàn】力品质更高,电力输出稳定【dìng】,在未来有替【tì】代部分【fèn】传统火电站作为基荷【hé】或者调峰电站【zhàn】的【de】潜力。而这点也是光【guāng】伏和风电长久【jiǔ】以来面临【lín】的问题。

太阳能发电市场较为成熟【shú】的西【xī】班【bān】牙为例,CSPFocus光略咨询【xún】对【duì】该【gāi】国近期【qī】光【guāng】热发电【diàn】(CSP)和光伏发电(PV)的情况进行了对比和分析,这些真实的数【shù】据能够清楚的揭示【shì】为什么越来越多光【guāng】伏行业的【de】人开始关注光热发电。

传统光热发电大国---西班牙

在政【zhèng】府【fǔ】的电力补贴计划支【zhī】持下,从2008至2013年间【jiān】,西班牙兴建了2.3GW左右的光热电站,约占当【dāng】今全球光热电站装【zhuāng】机量【liàng】的一半,跃【yuè】至【zhì】全球第一。尽管后来由于【yú】国家财政紧【jǐn】缩,西【xī】班牙【yá】更改了【le】光【guāng】热发电补贴的政【zhèng】策条款,导致近年再无【wú】新建【jiàn】光热电站,但是已经投【tóu】运【yùn】的光热电站表现十【shí】分稳定。

       光伏【fú】方面【miàn】,公开【kāi】资料【liào】显示【shì】,截【jié】至2016年底,西班【bān】牙光伏发电【diàn】累计并网装机量达到4674MW,这个容量大约【yuē】相当于西班牙发电【diàn】总【zǒng】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【bǐ】利【lì】亚【yà】半岛,西班【bān】牙受地中海气候影响,夏季炎热干燥,光【guāng】照资源丰富,DNI(法向直接辐射【shè】)值通常都在2000kWh/m2/yr以上。每年夏季【jì】6~8月是光【guāng】热发电量【liàng】最多的【de】月份。同样,光伏【fú】发电【diàn】量在夏【xià】季光照充足的情况下也能达到峰【fēng】值。

2009-2017年西班牙光热电站每月的发电量

CSPFocus整理了8月最【zuì】近一【yī】段时间(2018年【nián】8月9-21日)西班牙光伏和光热发电的情况,这组数据对比能【néng】够【gòu】清楚的体【tǐ】现二者的区别和在电力系【xì】统【tǒng】中承担【dān】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【zài】白天【tiān】,光【guāng】热【rè】和【hé】光伏的发电都迅速爬升,在中【zhōng】午时分达到最高,随后开始下降。

2.由于光伏装机量更多,在电力系统中占比要更多一些。

3.在夜间,光伏发电的贡献【xiàn】几乎为零,而【ér】光热【rè】发电部【bù】分机组【zǔ】能够一【yī】直保证供【gòng】电到凌晨4、5点左右。

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

西班牙8月份日出时间大【dà】约在早【zǎo】晨7:30,日落时间【jiān】大【dà】约在晚上【shàng】9:00。图中可以明【míng】显看出【chū】:

在当天凌晨,光热【rè】发【fā】电机组一直稳【wěn】定维持在500+MW左右的出力,而【ér】光伏电站几乎没有贡献任何发电量;

日【rì】出之后,光伏发电平稳上升,在下午两点左右到达极【jí】值。而后几乎以平稳【wěn】的速【sù】率【lǜ】下降,在日落前【qián】再次【cì】归零;

光【guāng】热发电【diàn】在九点左右【yòu】开始迅【xùn】速爬升【shēng】,一小时左右之后稳定保持在2000+MW直到晚【wǎn】上九点左右(日落);之后平缓下降,一【yī】小【xiǎo】时之【zhī】后【hòu】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【shù】据【jù】对比,很明显能【néng】够发现,光热发电相比光伏发【fā】电最大的【de】两个【gè】特点一是稳定,二是夜间【jiān】持续的发电【diàn】能力。

在【zài】白天用【yòng】电高【gāo】峰期,光热发【fā】电通过约一个小时左右的启动准备后【hòu】即可保证稳定【dìng】的输【shū】出,直【zhí】到日落。而【ér】光伏的发电则与光照强度基【jī】本呈正相关,二者的发电特点【diǎn】完【wán】全不【bú】同【tóng】。

西班牙有18个光热电站带储能系统,共870MW,日落后【hòu】,这些【xiē】机组通过【guò】降低出力(约【yuē】30%)来维持西【xī】班牙夜间的部分电力需求【qiú】。在2018年8月14号的发电情况图中,也能清楚【chǔ】看到夜间【jiān】光热机【jī】组发电稳【wěn】定维【wéi】持【chí】在600+MW。

从2009年【nián】以来,随着投运【yùn】的光热电站越【yuè】来越多【duō】,加上运【yùn】维管理的优化,发【fā】电量【liàng】不断【duàn】攀升。目前光热发电已经占到西班牙夏【xià】季【jì】发【fā】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【wéi】了保证【zhèng】光伏【fú】在夜【yè】间也能够【gòu】和光热电站一样发电,配上蓄电池储能系【xì】统是【shì】否可行呢?

答【dá】案是:理论上【shàng】是可行的,但是经济性方面远不如带储热系【xì】统【tǒng】的光【guāng】热电站。

根据美国可【kě】再生能源实【shí】验室的研究(NREL),2015年,一个配上蓄电池组(10年左右寿命【mìng】)的光【guāng】伏电站度【dù】电成本【běn】约在15~22美【měi】分/kWh左右,配置15年左右【yòu】寿命的蓄电【diàn】池组的光伏电【diàn】站度【dù】电成本则要【yào】低一美分左右【yòu】,而6小时储热能【néng】力的光热电【diàn】站【zhàn】度电成本则在13美分/kWh左右,相差巨【jù】大。

另外【wài】考虑到蓄电池组的【de】损耗、寿命和更换的投入,用蓄电池【chí】组+光伏【fú】电站来保证全【quán】天发电在【zài】经济【jì】层面还面临【lín】比较大的困难。  由于二者各【gè】自的【de】优势互补,最近光【guāng】伏【fú】+光热的混【hún】合电站【zhàn】越来【lái】越受关注。摩洛哥NOORMidelt项目,以色【sè】列Ashalim项目,南【nán】澳州Aurora项目【mù】都以光伏+光热混合【hé】电站的形式来达【dá】到成本和发电的最佳【jiā】配置。

通过上面的数据对比,也就不【bú】难理解【jiě】为何越来越多光伏产业的人开始关【guān】注光【guāng】热行业了。相信随着更多光伏人进入光【guāng】热行业,公众【zhòng】对光【guāng】热的【de】认识【shí】度将【jiāng】会上一个台阶,光伏【fú】和【hé】光热的结合也会利于两【liǎng】者更进一步发展,未【wèi】来【lái】太阳【yáng】能发【fā】展的空间将会更【gèng】加广【guǎng】阔。