歐洲太陽能熱發(fā)電協(xié)會（ESTELA）發(fā)布了首個戰(zhàn)略研究議程，設(shè)定了到2025年歐洲太陽能熱發(fā)電優(yōu)先研究的問題，以期實現(xiàn)三大目標(biāo)：提高效率與降低成本、增強(qiáng)可調(diào)度性和提高環(huán)境效應(yīng)。戰(zhàn)略研究議程討論了四種主要的太陽能熱發(fā)電技術(shù)：拋物槽式、塔式、線性菲涅爾式和碟式斯特林系統(tǒng)，還包括相關(guān)的交叉問題，如蓄熱、混合發(fā)電和標(biāo)準(zhǔn)化等。

目前，全球太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)2GW，還有3GW在建中。大部分電站建在西班牙和美國，其他地區(qū)也在考慮發(fā)展熱發(fā)電，北非、印度、中國和南非等已啟動了新的項目。到2015年太陽能熱發(fā)電裝機(jī)量有望達(dá)到10GW。

歐盟成員國在2010年制定的國家可再生能源行動計劃中設(shè)定了到2020年太陽能熱發(fā)電裝機(jī)總計要超過7GW，其中僅西班牙裝機(jī)目標(biāo)就超過5GW。由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，目前歐洲各國的補(bǔ)貼形勢不太明朗，國家層面正在采取新的措施來協(xié)調(diào)可再生能源項目的投資計劃?？紤]到各國政策和電站參數(shù)，目前太陽能熱發(fā)電的固定上網(wǎng)電價在0.3歐元/kWh左右。同時，太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)還創(chuàng)造了許多新的就業(yè)機(jī)會。如在西班牙，2008～2010年間相關(guān)工作崗位數(shù)量翻了一番多。

一、標(biāo)準(zhǔn)化

太陽能熱發(fā)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對加速降低成本至關(guān)重要。太陽能聚光器的EN12975標(biāo)準(zhǔn)已是ISO9806標(biāo)準(zhǔn)的一部分，目前正在修訂。太陽能熱發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)工作組已于2011年成立，2012～2013年有望發(fā)布新的指導(dǎo)方針。但仍需加強(qiáng)在以下領(lǐng)域建立通用標(biāo)準(zhǔn)框架：資格、認(rèn)證、測試程序、組件和系統(tǒng)耐久性試驗、調(diào)試程序、模擬結(jié)果和太陽能場建模等。

二、目標(biāo)1：提高效率，降低發(fā)電、運行與維護(hù)成本

為滿足目標(biāo)1戰(zhàn)略研究議程列出了四種熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)先研究主題，交叉問題也共同列出，如表1所示。

表1歐洲太陽能熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)先研究主題

技術(shù)種類

研發(fā)主題

拋物槽式

集熱器

-規(guī)?；?yīng)

-更好的集熱器設(shè)計和制造

-更好的太陽能場控制

-自主驅(qū)動單元和本機(jī)控制（無線）

吸熱管

-選擇性涂層更好的優(yōu)化穩(wěn)定性

-真空管設(shè)計，無焊接或無較低的透氫

傳熱流體

-利用壓縮氣體（CO2、N2、空氣等）

-直接蒸汽發(fā)電

-熔鹽+輔助加熱

塔式

吸熱器

-先進(jìn)高溫吸熱器（直接吸收）

-新工程化材料（陶瓷管）

傳熱流體

-用于超臨界蒸汽循環(huán)的熔鹽

-空氣和CO2作為主要流體

-直接過熱蒸汽

-粒子吸熱器系統(tǒng)

定日鏡場

-多重小塔式配置

-可靠的無線定日鏡控制系統(tǒng)

-優(yōu)化的定日鏡場

-改進(jìn)驅(qū)動機(jī)制

-自主驅(qū)動單元和本機(jī)控制（無線）

新的轉(zhuǎn)化循環(huán)和系統(tǒng)

-布雷頓循環(huán)

-聯(lián)合循環(huán)和超臨界蒸汽循環(huán)

-與生物質(zhì)混合發(fā)電

-二級聚光器

線性菲涅爾式

控制和設(shè)計

-更好的跟蹤選項

-塔式技術(shù)與菲涅爾技術(shù)的混合

吸熱器

-真空管式吸熱器

-新一代非真空管式吸熱器

反光鏡

-二級聚光

-弧形支持表面薄膜

傳熱流體

-過熱直接蒸汽發(fā)電

-僅用熔鹽

-非真空吸熱器中的加壓CO2或空氣

碟式

燃?xì)廨啓C(jī)

-與天然氣或生物氣混合發(fā)電

-碟式系統(tǒng)與壓縮空氣儲能結(jié)合

吸熱器

-應(yīng)對更低熱惰性的回?zé)崞?br />
系統(tǒng)部件

-與汽車制造行業(yè)協(xié)同

-改進(jìn)跟蹤系統(tǒng)

斯特林發(fā)動機(jī)

-聯(lián)動式發(fā)動機(jī)（更低的組件錯誤率、更低的H2泄露、大規(guī)模生產(chǎn)）

-自由活塞式發(fā)動機(jī)（線性發(fā)電機(jī)更好的控制與設(shè)計）

可調(diào)度性

-機(jī)電式存儲和蓄熱

-吸熱器中的替代能源來源（生物質(zhì)）

交叉問題

反射鏡

-輕反射表面

-防污涂層

-高反射率

傳熱流體

-低熔點混合物

-加壓氣體

-帶有高壓吸熱管的直接蒸汽發(fā)電

-高工作溫度

其他

-具有更好光學(xué)特性的選擇性涂層吸熱器

-新存儲概念

-改進(jìn)控制、預(yù)測和運行工具

三、目標(biāo)2：增強(qiáng)可調(diào)度性

可調(diào)度性是增強(qiáng)太陽能熱發(fā)電技術(shù)競爭力的重要特性，能夠靈活響應(yīng)電網(wǎng)需求是關(guān)鍵。盡管許多電站已建設(shè)了蓄熱系統(tǒng)，但仍需要開展更多的工作。

（一）綜合系統(tǒng)

通過水預(yù)熱方法或鍋爐蒸汽/水循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)將太陽熱能集成到大型蒸汽廠。需要設(shè)計合適的鍋爐以應(yīng)對溫度差異。如果鍋爐集成已完成，還需要改進(jìn)其設(shè)計與控制系統(tǒng)。

將太陽熱能與燃?xì)廨啓C(jī)或聯(lián)合循環(huán)電站集成也是選擇之一。與燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合時，在高溫太陽能集熱器中可將空氣溫度加熱到高溫，從而產(chǎn)生高轉(zhuǎn)化效率。提高處理過渡相的能力需要改進(jìn)設(shè)計控制系統(tǒng)。

將太陽熱能與生物質(zhì)集成更適用于小規(guī)模設(shè)施，可以作為全可再生能源電站。

（二）蓄熱

不同傳熱流體，采用不同的設(shè)計：

熱油：用具有良好溫度分層的單個蓄熱罐替代雙罐配置可極大簡化蓄熱。還可以通過換熱器和蓄熱材料的固態(tài)分離來優(yōu)化單罐設(shè)計。

熔鹽：太陽能場和蓄熱循環(huán)之間不需要交換器。需要研發(fā)具有低凝點和避免腐蝕問題的新熔鹽混合物。

蒸汽：在發(fā)電模塊之前不需要交換器。需要調(diào)研用于飽和蒸汽的固態(tài)/液態(tài)相變材料。

氣體：超高溫應(yīng)用可行。挑戰(zhàn)是如何設(shè)計高效傳熱系統(tǒng)和蓄熱材料選擇。

一般而言，需要改進(jìn)熱量積蓄與釋放策略以最大化蓄熱能力。還需要調(diào)研熱化學(xué)儲能系統(tǒng)概念。

（三）改進(jìn)預(yù)測

良好的預(yù)測能力對于可靠估計給定地點電站的成本非常重要?？梢栽O(shè)想許多解決方案，如詳細(xì)預(yù)報超短期氣象情況，開發(fā)電力預(yù)測系統(tǒng)軟件監(jiān)管電力生產(chǎn)，改進(jìn)地面太陽直射輻射（DNI）測量方法，利用氣象衛(wèi)星結(jié)果，改進(jìn)用于DNI預(yù)測的數(shù)值天氣預(yù)報模型，分析太陽能與風(fēng)能資源之間的年際變化情況和時間與空間關(guān)聯(lián)。

四、目標(biāo)3：提高環(huán)境效應(yīng)

傳熱流體因其對環(huán)境的潛在影響而成為實現(xiàn)本目標(biāo)的關(guān)注點，合成油的污染是最令人擔(dān)憂的影響之一。