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太阳能热发电设施建设和运营
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宋卿衍·头豹分析师
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行业定义
太阳能热发电也称聚光型太阳能热发电(简称CSP)或光热发电(简称STE),是目前已实现商业化的两种太阳能发电技术之一。太阳能热发电设施是将太阳能转化为热能,通过热功转换过程进行发电的设施。太阳能热发电设施前端配置太阳能集热器,后端采用同步发电机组发电并配置大容量、长周期、高安全的储热系统。太阳能热发电设施发电过程中,聚光器跟踪太阳将直射辐射光聚焦并反射至吸热器上,加热吸热器内的传热流体,将太阳能转换为热能。热能可以直接与水换热产生高温高压的蒸汽驱动汽轮发电机组发电,也可以被储存在储罐中,在需要发电的时候释放热能进行发电。
行业分类
根据太阳能热利用设施聚光形式的不同,可将其分为槽式太阳能热发电设施、塔式太阳能热发电设施、碟式太阳能热发电设施和线性菲涅尔式发电设施。槽式太阳能热发电设施利用槽式抛物面聚光镜将太阳光聚焦到位于焦线处的集热管上,塔式太阳能热发电设施利用中央集热塔作为吸热器的承载基础,碟式太阳能热发电设施利用碟式聚光器将太阳光聚集到焦点处的吸热器上,线性菲涅耳式太阳能热发电设施通过跟踪太阳运动的条形反射镜将太阳辐射聚集到吸热管上。
行业特征
产业链路方面,太阳能热发电设施建设和运营涉及行业较多,产业链较为庞大、复杂。从已建成的太阳能热发电设施种类方面看,全球主要太阳能热发电设施以槽式为主,而中国太阳能热发电设施以塔式为主。设施分布方面,太阳能热发电设施多建设于光照时间长且稳定、人口密度小的区域。
发展历程

太阳能热发电设施建设和运营行业

目前已达到 3个阶段
产业链分析
行业规模
太阳能热发电设施建设和运营行业规模
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SIZE数据
政策梳理
太阳能热发电设施建设和运营行业
相关政策 5篇
竞争格局
可根据企业已建成光热发电项目装机容量,将首航高科列为第一梯队,兰州大成、可胜技术等列为第二梯队,其他列为第三梯队。
数据图表
摘要
太阳能热发电也称聚光型太阳能热发电(简称CSP)或光热发电(简称STE),是目前已实现商业化的两种太阳能发电技术之一。太阳能热发电设施是将太阳能转化为热能,通过热功转换过程进行发电的设施。太阳能热发电设施发电过程中,聚光器跟踪太阳将直射辐射光聚焦并反射至吸热器上,加热吸热器内的传热流体,将太阳能转换为热能。热能可以直接与水换热产生高温高压的蒸汽驱动汽轮发电机组发电,也可以被储存在储罐中,在需要发电的时候释放热能进行发电。电力消费端规模的持续增长吸引企业参与太阳能热发电设施建设和运营项目。2022年,中国人均用电量6,116千瓦时/人,同比增加217千瓦时/人。随着中国居民生活水平的不断提高以及中国工业生产规模的不断扩大,预计中国整体用电规模仍将持续上涨。终端市场的稳定增长增加了企业参与光热电站建设运营项目的积极性,一定程度上增加了光热电站累计装机容量。
太阳能热发电设施建设和运营行业定义
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太阳能热发电也称聚光型太阳能热发电(简称CSP)或光热发电(简称STE),是目前已实现商业化的两种太阳能发电技术之一。太阳能热发电设施是将太阳能转化为热能,通过热功转换过程进行发电的设施。太阳能热发电设施前端配置太阳能集热器,后端采用同步发电机组发电并配置大容量、长周期、高安全的储热系统。太阳能热发电设施发电过程中,聚光器跟踪太阳将直射辐射光聚焦并反射至吸热器上,加热吸热器内的传热流体,将太阳能转换为热能。热能可以直接与水换热产生高温高压的蒸汽驱动汽轮发电机组发电,也可以被储存在储罐中,在需要发电的时候释放热能进行发电。
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1:https://www.cspplaza.com/article-23287-1.html
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2:CSPPlaza光热发电网、国家太阳能光热产业技术创新战略联盟《中国太阳能热发电行业蓝皮书 2022》
CSPPlaza光热发电网、国家太阳能光热产业技术创新战略联盟《中国太阳能热发电行业蓝皮书 2022》
太阳能热发电设施建设和运营行业分类
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根据太阳能热利用设施聚光形式的不同,可将其分为槽式太阳能热发电设施、塔式太阳能热发电设施、碟式太阳能热发电设施和线性菲涅尔式发电设施。槽式太阳能热发电设施利用槽式抛物面聚光镜将太阳光聚焦到位于焦线处的集热管上,塔式太阳能热发电设施利用中央集热塔作为吸热器的承载基础,碟式太阳能热发电设施利用碟式聚光器将太阳光聚集到焦点处的吸热器上,线性菲涅耳式太阳能热发电设施通过跟踪太阳运动的条形反射镜将太阳辐射聚集到吸热管上。
太阳能热利用设施聚光形式分类
太阳能热发电设施建设和运营分类
槽式太阳能热发电设施
槽式太阳能热发电设施利用槽式抛物面聚光镜将太阳光聚焦到位于焦线处的集热管上,将集热管内保持流动的传热流体(如导热油)加热到约400℃。高温传热流体通过蒸汽发生系统产生高温高压的蒸汽推动汽轮发电机组发电。
塔式太阳能热发电设施
塔式太阳能热发电设施利用中央集热塔作为吸热器的承载基础。集热塔周围布置一定数量的定日镜,定日镜将太阳光反射至集热塔顶的吸热器上,加热传热流体到500-1000℃。高温传热流体通过蒸汽发生系统产生高温高压的蒸汽推动汽轮发电机组发电。
碟式太阳能热发电设施
碟式太阳能热发电设施利用碟式聚光器将太阳光聚集到焦点处的吸热器上,通过斯特林循环或者布雷顿循环发电。设施主要由聚光器、吸热器、斯特林或布雷顿热机和发电机等组成。碟式太阳能热发电设施通过驱动装置,驱动碟式聚光器自动跟踪太阳。碟式聚光器的焦点随着碟式聚光器一起运动,没有余弦损失,光学效率可以达到90%。通常碟式聚光器的光学聚光比可以达到600至3,000,吸热器工作温度可以达到800 ℃以上,系统峰值光-电转化效率可以达到29.4%。
线性菲涅尔式太阳能热发电设施
线性菲涅耳式太阳能热发电设施通过跟踪太阳运动的条形反射镜将太阳辐射聚集到吸热管上,加热传热流体,并通过热力循环进行发电。设施主要由线性菲涅耳聚光集热器、发电机组、凝汽器等组成。线性菲涅耳式太阳能热发电设施通常以水和蒸汽作为传热流体。菲涅耳聚光集热器将收集到的太阳能转化为热能并产生高温高压蒸汽,送至汽轮机发电机组做功发电,汽轮机出口低温低压蒸汽经过凝汽器冷凝后,返回菲涅耳聚光集热器,形成闭合的水-蒸汽回路。
[2]
1:http://www.sh-ihw.com/grly.html
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2:知网、首航高科官网
太阳能热发电设施建设和运营行业特征
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产业链路方面,太阳能热发电设施建设和运营涉及行业较多,产业链较为庞大、复杂。从已建成的太阳能热发电设施种类方面看,全球主要太阳能热发电设施以槽式为主,而中国太阳能热发电设施以塔式为主。设施分布方面,太阳能热发电设施多建设于光照时间长且稳定、人口密度小的区域。
1
产业链较为复杂
太阳能热发电设施建设和运营涉及行业较多,产业链较为庞大、复杂。
太阳能热发电设施整体结构复杂,所需设备、原材料种类较多,产业链较为复杂。以熔盐塔式太阳能热发电设施为例,设施包含聚光系统、吸热系统、储换热系统及发电系统。各系统所需原材料及设备种类繁多且有较大差异。聚光系统所需设备及部件包括聚光器、定日镜,储换热系统所需部件及原材料包括熔盐泵、熔融盐等。另外,太阳能热发电设施系统集成、项目设计、项目总包等项目参与方也存在较大差异。
2
中国光热电站以塔式为主
全球主要光热电站以槽式为主,而中国光热电站以塔式为主。
截至2022年底,全球主要光热电站中,槽式光热电站占比达77%,塔式占比20%;中国光热电站累计装机容量中,塔式光热电站占比63.1%,槽式25.5%。与槽式光热电站相比,塔式光热电站技术难度较大,但聚光比较高,整体运行效率较高。槽式光热发电技术是全球最早实现商业化应用的技术,美国于1984年至1990年期间先后投运9座不同容量的槽式光热电站。各国家适合建设光热电站的地区有限,在槽式光热电站大面积建造的背景下,海外国家塔式光热电站建设用地较少,最终导致全球主要光热电站以槽式为主。中国在太阳能热发电领域起步时间较晚,此时海外国家光热电站相关研究已较为成熟相关性能参数较为全面。因此,中国在光热电站建设规划初期即确定以塔式光热电站为主的建设运营方向,使得中国整体光热电站运行效率较高。
3
分布区域较为集中
太阳能热发电设施多建设于光照时间长且稳定、人口密度小的区域。
截至2022年,中国光热电站在建项目主要分布于新疆、青海、甘肃、吉林。由于太阳能热发电设施运行时需充足的太阳能热供能,且设施整体占地面积较大,因此太阳能热发电设施所在地域需满足光照时间长且稳定、地区人口密度小等特点。
[3]
1:国家太阳能光热产业技术创新战略联盟《中国太阳能热发电行业蓝皮书 2022》
国家太阳能光热产业技术创新战略联盟《中国太阳能热发电行业蓝皮书 2022》
“太阳能热发电设施建设和运营已关联1篇产业链
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竞争格局
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