化石能源枯竭和环境日益恶化已经成为制约全球经济和社会发展的长期、重大瓶颈，未来将影响到人类的生存状态。为了解决该问题，一方面要大力开展节能与科学用能和努力发展化石燃料，另一个方面必须加速可再生能源的开发和利用。太阳能以其分布广泛，储量丰富受到了广泛关注。大力开发利用太阳能，将会改变我国能源短缺和不合理的能源结构，使能源供应多样化，确保了我国的能源安全战略，同时可以解决环境污染问题。因此，研究开拓太阳能热力发电系统成为当今能源动力领域研究的热点与前沿课题。

随着美国南加州SEGS系列电厂的成功投运，掀开了世界上开发利用太阳能热发电出的浪潮，后续的美国Solar One、Solar Two和西班牙的PS10等塔式太阳能热发电试验示范电站的试运成功，大大激发了人类大规模开发利用太阳能的热情。采用聚光型太阳能热发电的方式主要有抛物槽式、碟式和塔式三种方式，随着IEA-SolarPACES、欧盟第六、七框架计划等对太阳能热发电的关注和各国政府对太阳能热发电的大力支持，一系列优惠的政策、税收补偿，价格调节等市场手段的应用，加快了太阳能热发电技术的进程，尤其是美国、西班牙、以色列、瑞士、韩国和中国等对太阳能热发电研究进行了大量的科技投入，取得了相当喜人的成果。但是，当前利用太阳能热发电技术存在一个重大的技术瓶颈，就是太阳能热发电的效率较低导致投资和发电成本较高，大大制约了太阳能热发电的商业化进程。因此，研究新型的太阳能热发电系统，将太阳能岛和常规动力岛高度集成，改善能量转化过程，提高系统的效率，从而间接地降低太阳能热发电成本，因此，研究新型的热力系统是开发利用太阳能过程中的一个重大课题。

基于能的综合梯级利用思路和热力集成理论，提出一个新型的塔式太阳能热发电系统，该系统集成了三大技术特征：具有双运行模式的吸热器，运行中灵活切换；具有高、低温双级蓄热流程结构，分级存储不同品位的太阳热能；为发电单元提供多冗余的过热蒸汽保障系统。模拟计算表明，1 MW塔式太阳能热电站的峰值太阳能发电效率为10.6%，年平均发电效率为5.1%。研究表明，合理的运行模式和系统的规模化是提高太阳能热发电系统性能的关键所在，本研究为我国发展塔式太阳能热发电提供新思路和新方案。太阳能塔式热发电技术已经完成了实验室探索阶段，正在向商业化迈进。研究及实践表明，太阳能塔式热发电是实现大功率发电、替代常规能源最为经济的手段之一，有可能给紧张的能源问题带来革命性的解决方案。在借鉴国外先进的塔式发电技术的基础上，建立适合我国国情的塔式太阳能热发电系统，研制具有自主知识产权的发电技术，为今后在中国大规模发展太阳能热发电提供技术支持和保障。发表在 2010年第29期《中国电机工程学报》上，华北电力科学研究院有限责任公司袁建丽工程师、中科院工程热物理研究所韩巍博士等人的论文《新型塔式太阳能热发电系统集成研究》对相关问题进行了积极的探索，为我国发展太阳能热发电技术将起到推动作用，通过小型化试验示范电站，探索太阳能塔式发电系统的特性规律，可以有效地填补我国在这方面的空白，同时有助于积累相关先进技术的经验，为我国发展大型太阳能热发电系统奠定坚实基础。

中国科学院工程热物理研究所的总能系统和可再生能源实验室金红光研究员领导的课题组长期以来从事能源、环境、动力系统的开拓创新，对太阳能热发电进行了深入研究，承担了多项国家自然科学基金、国家重点基础研究规划（973）和国家高技术发展计划（863）项目，大力倡导太阳能与常规能源互补发电，研究开发高效、低成本的太阳能热力发电系统。华北电力科学研究院有限责任公司的电站锅炉技术研究所多年来致力于常规能源火力发电机组的调试、生产、技术服务，对整个电站的热力系统和性能优化进行了卓有成效的研究和技术开发，解决了多项技术难题，赢得了广大电力客户的好评；近年来对太阳能热发电进行了跟踪和研究，为进一步服务于太阳能热发电技术奠定了良好的基础。

总之，文章开拓研究新型的塔式太阳能热发电系统，深入研究了该系统的热力性能、设计方法和运行特性，加快了塔式太阳能热发电技术的发展，为大力开发利用太阳能资源提供了有力的理论依据和技术方案，努力为我国太阳能热发电技术的发展和实现节能减排做出贡献。