尊敬的女士們、先生們，

早上好！

非常高興能和大家在此慶祝solarPACES盛會!太陽能熱發(fā)電當前已經(jīng)得到了舉世矚目的快速發(fā)展，但是今后還有很多技術(shù)工作需要我們繼續(xù)去做，所以今天我的報告題目就是《太陽能熱發(fā)電的技術(shù)挑戰(zhàn)》。

太陽能熱發(fā)電技術(shù)，通常都是采用聚光系統(tǒng)將太陽直射輻射反射匯聚到吸熱器表面，太陽能首先轉(zhuǎn)換為熱能，并以熱能的形式儲存，然后通過汽輪機、燃氣輪機等熱力循環(huán)過程，熱能轉(zhuǎn)換為機械能，機械能進一步轉(zhuǎn)換為電能。憑借儲熱系統(tǒng)，太陽能熱發(fā)電技術(shù)可以實現(xiàn)夜間持續(xù)發(fā)電。太陽能熱發(fā)電的基本物理過程與常規(guī)火力發(fā)電的區(qū)別僅存在于熱能的獲取方式不同。當高品質(zhì)的熱能獲取之后，太陽能熱發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換過程與常規(guī)火電站完全相同，再加上其根據(jù)需求配置的儲能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)穩(wěn)定且連續(xù)的電力輸出，因此它輸出電的品質(zhì)是有保證的。

太陽能熱發(fā)電的主要技術(shù)形式有菲涅耳式、塔式、槽式、碟式四種，區(qū)別主要在于集熱形式有所不同，發(fā)電的基本物理過程基本相同。

所有的可再生能源利用面臨的主要問題，歸根到底都是成本問題。對于太陽能熱發(fā)電技術(shù)來說，最主要的目標就是提高經(jīng)濟性。從太陽能收集到熱能傳遞，再到熱電轉(zhuǎn)換，每個環(huán)節(jié)都涉及部件、系統(tǒng)和過程，這些都是最終發(fā)電成本的主要構(gòu)成。

太陽能熱發(fā)電的核心技術(shù)問題是從太陽能的非穩(wěn)態(tài)輸入到電力的穩(wěn)定輸出。要實現(xiàn)這個過程，必須有儲熱系統(tǒng)或者可調(diào)控的輔助能源來支撐。在此過程中，系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)尤為重要。

當前太陽能熱發(fā)電的技術(shù)挑戰(zhàn)主要存在以下兩方面：

首先是儲熱技術(shù)發(fā)展較為緩慢。當前在太陽能熱發(fā)電站中得到較大范圍應用的主要是雙罐熔融鹽儲熱技術(shù)，有過較大系統(tǒng)運行的還有高溫陶瓷儲熱技術(shù)，但是這兩種技術(shù)都只是利用了儲熱材料的顯熱儲熱，儲熱密度不會很高。能夠大幅提升儲熱密度的是相變儲熱和化學儲熱技術(shù)，分別利用了儲熱材料的潛熱和化學反應熱。但是這兩種技術(shù)目前均處于研究階段，距離大規(guī)模商業(yè)化應用還比較遠。

太陽能熱發(fā)電的另一個技術(shù)挑戰(zhàn)在于聚光環(huán)節(jié)，集熱效率的提升存在較大難度。例如，槽式聚光器的聚光比的提高受到幾何光學的限制；塔式太陽能熱發(fā)電又因為受到余弦效率的限制，致使大容量電站的聚光效率難以提高；槽式真空吸熱管中的選擇性吸收涂層材料的耐高溫性能提升也有很大難度；更高溫度參數(shù)的承壓式空氣吸熱器可靠性目前還不夠高。

面對上述技術(shù)挑戰(zhàn)，目前我們可以采取的解決途徑有如下幾條：

第一是提高太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于在啟動過程、云遮以及電網(wǎng)調(diào)度的過程中會帶來太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定，需要通過太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)各單元的控制問題的解決來實現(xiàn)熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時，也需要通過解決儲熱問題，保障熱能供應，實現(xiàn)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)發(fā)電。

第二是提高儲熱材料的性能。有必要開發(fā)導熱性能好、儲熱密度高、熱穩(wěn)定性好的中高溫儲熱材料；有必要對儲熱材料固液相變過程中的動態(tài)傳熱規(guī)律和強化機理開展研究；有必要針對具有間歇性和非穩(wěn)態(tài)特征熱源的中高溫儲熱系統(tǒng)，開展從集成設(shè)計到動態(tài)調(diào)控與優(yōu)化的研究工作；有必要研究利用結(jié)晶水合物、無機氫氧化物、金屬氫化物和氨化物反應熱的可控的化學儲熱過程。

第三是提高高溫吸熱器的可靠性。具體可以研究非穩(wěn)態(tài)、非均勻高熱流密度條件下不同傳熱工質(zhì)的耦合傳熱規(guī)律；研究太陽能到熱能的高效可控轉(zhuǎn)換方法；研究不同吸熱器結(jié)構(gòu)的光熱轉(zhuǎn)換規(guī)律和效率；研究吸熱器內(nèi)部熱應力分布規(guī)律，分析非均勻高熱流密度下吸熱器材料的塑性破壞和蠕變破壞機理，建立吸熱器壽命的預測方法。

謝謝大家！