概述
许多人认为太阳能发电直接就是光电而不知太阳热力装置，然而，大型商业用集热太阳热力装置已经有足够的电力并且其价值可达15年，许多新的太阳热能装置也很快就要被树立起来。本文比较两种技术，提供一个简短的介绍，关于它们是如何工作，适用哪些地方以及它们的运转和价值发展。
1、 原理
如果使用太阳热力装置，大约1%的沙哈拉沙漠的表面就能有效支持全部地球的电力需求。因此，有些人希望太阳热力装置能被装在赤道附近的国家。相比光电装置，太阳热力装置并不以光效为基础直接发电，而是通过光线发出的热量来发电。
1．1 光电产品（即多晶硅电池板）
半导体材料，如硅等被用于太阳光电电池中。在电池中，光子的阴阳极被分离，并被改变载波。这样产生出了一个电力电压和电池来驱动装置。太阳电池是个模块，它们可以组成任何大小的整块。一个变压器把DC电压转成AC电压，并且把太阳能流入并联串起的组合体中。见图1
1．2太阳热力装置（槽式中高温发电）
在各种太阳热力发电装置中，下面着重介绍的是槽式太阳能热力发电装置
槽式集热器是由阳光通过一个槽线式太阳能装置用圆柱镜面把阳光集中起来的，这样可以把阳光集中在一线的焦点上。很多都是安装成一排的，有百米之长，而整个装置是由许多这样的装置平行排列而成。图2
Steel structure 钢结构
Parabolic mirror 抛物镜面
Absorber pipe 吸热管
所有的集热器追踪太阳光照路径并依次通过它们的纵轴。镜面集中的光照超80倍的集中在金属吸引管的线型焦点上。这个管子是由真空玻璃制成的，这样可以减少热损。同时在玻璃上镀膜以减少损失。不管是水还是特制导热油，通过管子流动，集中的光热使它（管中的液体）可以加热到近400度，水蒸发成气体推动涡轮和电力装置，在通过涡轮后，气体又浓缩回液态重新进入循环。图3
一个石化炉可以在坏天气或是在夜晚推动水气循环。相比光电系统，太阳热力装置可以保证电容率。这个装置提高了它的功能属性并能通过发电站计划分配量。热量存储可补足或是转换到石化炉。这样电力装置就可以用二氧化碳运转发热。这样，热从存储器中驱动循环，当没有直接光照时。氢可以在平行的涡轮中使用，以使电力装置在没有二氧化碳时动转。
整个地域的中心接收系统或是电力塔，是由几百甚至上千个镜面组成，称为日光反射装置，放置围绕在一个中心塔的顶部的接收器（图4）。
用一个计算机控制每个双轴轨的日光反映装置的使之错误度数能变小以确定日光反射能集中在一个焦点上到塔式接收器。在那儿一个接收器可以通过集中的日光把温度加热到1000度。空气或是熔解的盐通过热量，气体涡轮推动电力发电器，使热力转变成电力。
2 证明系统
所有多晶硅和太阳热力装置都证明了它们的可行性。下面是两者相关瓦数的证明。
2．1 多晶硅光电
在过去的10年中，只有一小部分的达到兆瓦特级别的光电示范系统建造成功。在此期间，各种大型系统正在计划或是在建造。目前可行的只有德国和西班牙的建成新的大型系统。新的系统将会加大后续性使得在将来的一些年中减少成本。
表格：兆瓦特级别的光电系统
地区
|
PV装置的地区 |
国家 |
安装能力 |
开始实施时间 |
|
Toledo |
西班牙 |
1．0 MW |
1994 |
|
Serre |
意大利 |
3．3 MW |
1994 |
|
Munich |
德国 |
1．0 MW |
1998 |
|
Heme |
德国 |
1．0 MW |
1999 |
|
Tudela |
西班牙 |
1．2 MW |
2001（计划） |
|
Relzow |
德国 |
1．5 MW |
2001（计划） |
|
relzow |
德国 |
3．5 MW |
2002（计划） |
2．2太阳热力装置
第一台商业意义的太阳热力装置1984年建成于加州的莫加瓦沙漠中。到1991年时，9个槽式电力装置的总电容达到354MW。每年可提供800万kwh电力到发电站中，建立面积达7千平方公里（图5）。
其中8个可以通过石化炉在夜晚及阴天时发电。每年从气体产生的热能限制在20%。所有的投资超过12亿美元。在欧洲也建造了一个大型的装置。太阳电力的成本从开始的0.27美元/每kwh减少到了在最新建造的系统中仅有0.12--0.14美元/每kwh。
尽管太阳热力装置和光电比有许多可行性，但自从1991年后，没有新的商业用的太阳电力装置再被实施安装。然而，工程发展的数字正在增长使得建造新的槽式系统变成可能化。世界银行提供200百万美元来资助新的组成循环气体及太阳热力装置在发展中国家建造。在西班牙，法律规定补偿太阳热力发电额度20PTA/每kwh（约0.12欧元/每kwh），而市场价6-7PTA/每kwh有望在短期内达到。
3 运行地域
光电系统和太阳热力系统能够同时交替运转只能在有限的范围中。因为其模块性，光电系统可产生覆盖广泛的范围从1瓦到几兆瓦，光电系统可以独立运转效果和并联的发电站系统一样好。
太阳热力系统可以在所有地方都能运围。碟式和塔式系统的千瓦特级的只用一个小装置。上文所提的槽式太阳热力装置仅用于兆瓦级的级别。
全球太阳发光都由直接及分散的发光（光源）组成。当天空布满乌云时，仅有发散光源可用。但太阳热力装置只能使用直接发光源使电力装置动转，但光电系统可以转换发散光源。因此说，当天空有乌云时光电仍可以产生一些电力。
由于中欧和北欧（由于天气关系）只有一些少数的直接光来源，无法到在那里安装太阳热力装置。但是在南欧和北非，直接光源就占了优势（光照充足）。
图7显示了直接发光的增长率，拥有直接发光源的所在地区垂直于太阳，这样的纬度正是欧洲和北非的纬度。因此太阳热力装置在南方的输出和可利用远高于光电系统。
纵轴为每平米kwh 横纵为纬度。褐色方块为水平发光源，绿色圆点为直接发光源。
图8表现了两种技术的不同等级的电力花费。由于市场介绍光电系统比太阳电力系统更具有竞价性，因此光电系统的降价更可期些。但是就算是光电系统有50%的降价，而太阳热力系统没有降价，用太阳热力装置发电在欧洲南部和北非仍然是比用光电更经济效益。因为，这里有很多方面，关于这两种技术在技术和经济方面的首选理由。
上图为光电、光电降50%、中高温发电三者的价格表。纵轴为价格，横纵为所在地区纬度。可见在35-45度时，太阳热力发电价格低于两者，即使在60度以上，价格也比光电的便宜，比50%降价的只贵一点点。（译者解释）
4 未来看法
尽管目前来说小的光电系统和独立光电系统已经具有了和传统电力系统竞争的能力，但组合发电站型的系统的形势仍然是完全不同（大型光电的发站站和传统电力比没有竞争力）。如果它们和建筑进行一体化构造则它们的价值会得到提升。但是，如果燃油价格没有急剧攀升，大型光电系统在近斯仍然只能靠政府支持。
太阳热力系统的情况也是类似的，尽管产品组合系统可以产生标准电力，价格低于0。1欧元/每kwh。因为未来需要气候保护，所有的技术都需要急迫的支持。同时，用可再生技术发的高电能可以覆盖不仅仅是南欧的电力需求，也要能为中部和北部欧州的电力供应做贡献。
5 结论
太阳热力和光电系统是两种极具希望的和气候相适应的能量，具有非常大的潜力。理论上来说，它们可以覆盖目前全球的电力消费的需要。两种技术都能对环境保护带来重大贡献。光电系统在少量的电量需求、独立式光电系统以及建筑一体的光电组成系统上具有优势。太阳热力装置而更适合运行在大型的组成系统上。由于高直射太阳发光源在南方，它们更适用于南欧和北非，这样它们的产生的电能可以非常高。太阳电力在未来同样可以输出到中欧和北欧。只要很小一部分的百分比得到运用，太阳电力就在全球变暖的斗争上立下了汗马功劳。
翻译:晓岚 2006-8-21 未经许可，不得转载翻译稿
