聚光太阳能热发电系统 产生电力和热能 适用于海水淡化、石油回收等各种行业。美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 支持 CSP 研究，以提高性能、降低成本和提高可靠性。在过去十年中，由于系统改进和热能存储使用增加，CSP 电力成本下降了 5% 以上，从而实现了持续的太阳能发电。SETO 寻求将基载设施的 CSP 支出降低至每千瓦时 0.05 美元，并至少提供 12 小时的热能存储。
聚光太阳能热发电装置 通常用于大型项目，即公用事业级 CSP 电厂，并提供各种配置。发电塔系统将镜子以圆形排列，围绕中央塔，中央塔充当接收器。
聚光太阳能热发电系统配置
聚光太阳能热发电 (CSP) 方法可以利用太阳能发电，方式如下： 将阳光转化为涡轮机动力。这些基础技术还可用于为矿物加工、海水淡化、食品加工、提高石油采收率和化学生产等各种工业用途提供热量。
另请参阅： 什么是太阳能集热器？
CSP 的工作原理
聚光太阳能热发电的功能 涉及镜像配置 将太阳能集中到接收器上，将其转化为热量。热量被转化为蒸汽，推动涡轮机并产生电力。CSP 的存储能力使其能够适应可再生能源的使用，在阳光不足的时期储存电力。
CSP 系统可以与其他能源相结合，形成混合电厂。它们可以与使用煤炭、天然气或生物燃料等燃料的热力发电厂相结合。
目前有四种 CSP 技术：
- 抛物面碟式太阳能系统： 抛物面天线将阳光集中到带有跟踪系统的接收器上，产生适用于太阳能反应堆的高温。
- 抛物线槽系统：曲面反射器将太阳能集中到装有导热油的接收管上，对其进行加热以发电。
- 电力塔系统： 镜子或定日镜跟踪并将阳光聚焦到塔顶的接收器上，加热流体（通常是熔盐），为涡轮机产生蒸汽
- 线性菲涅尔系统： 地面上的一排平面镜将阳光反射到接收管，类似于槽式和塔式系统，具有存储集成的潜力。
光伏与聚光太阳能
太阳能光伏与 CSP 的主要区别在于其发电方式。
聚光太阳能热发电系统采用各种镜面配置来利用太阳能，驱动热机产生电力。相比之下，光伏太阳能电池板 直接利用太阳光， 将其转化为电能。
与 CSP 不同的是，光伏电池吸收光，刺激电子产生电流。然后，该直流电 (DC) 被捕获，并通过逆变器转换为交流电 (AC)，以在电网上分配。
CSP 系统在能源存储方面表现出色， 热能存储技术 （TES），允许在没有阳光的情况下使用电力。另一方面，光伏系统无法储存热能，因为它们依赖于直射阳光而不是热量。因此， CSP 系统更有利于储能 和整体效率。
另请参阅： 什么是聚光光伏？
CSP 的优缺点
CSP 的好处包括：
- 它是一种可再生、可持续的能源， 抑制其碳足迹。 与化石燃料不同，CSP 利用地球的自然资源，有利于环境并解决 气候变化.
- CSP 确保更 持续供电 与太阳能光伏和风能相比，得益于熔盐储能，确保了可靠性。
- 轻松集成到现有发电厂，即使是使用化石燃料的发电厂，也能实现 降低运营成本 比核能和碳氢化合物替代能源更节能。
- CSP 与其他能源相结合， 增强电网安全 并满足未来的电力需求。此外，它还可以通过产生蒸汽来浓缩重油，使其更易于泵送，从而有助于采油。
- CSP 有可能成为 便携式能源形式, 正如研究中所见 探索其在生产用于运输的经济高效的氢气方面的应用。
虽然聚光太阳能热发电具有多种优势，但也面临挑战。
- 位置依赖性，需要像太阳能光伏和风能一样占用大片土地，限制了其在人口密集地区的可行性。
- 驱动涡轮机和冷却反应堆等耗水量大的操作， 环境问题， 海水带来潜在的太阳辐射问题。
- 聚光太阳能发电厂可能会因光照而吸引动物，从而对某些物种构成风险。
- 该技术是 运行成本高由于储热材料价格昂贵且难以获得，熔盐是一种常见的选择，但存在操作限制
- 太阳能光伏和核能的竞争阻碍了聚光灯的发展，在其他能源取得突破的情况下，聚光灯有被淘汰的风险。
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