吕泽伟，韩敏芳



光伏、光热联合SOC制氢、发电系统设计

吕泽伟，韩敏芳

（清华大学热能工程系，电力系统国家重点实验室，北京 100084）

为了解决光伏发电和光热发电共同面临的储能困难问题，构建了一种结合光热制汽、光伏发电、固体氧化物电解池（SOEC）电解水制氢以及固体氧化物燃料电池（SOFC）发电互补的可持续发电系统，并进行了系统参数以及能效优化平衡计算。结果表明，以日光照5 h为基础时，1 MW发电量的发电系统由8.407 MW的光伏系统、加热功率6.756 MW的光热系统、制氢速率0.0698 kg/s的SOEC系统以及1 MW的SOFC发电系统构成。系统全天发电效率可以达到9.4%，考虑到假设条件比较严苛，能够说明系统整体具有可行性。此外，系统的产出还包括制取的纯氧，可以作为副产品加以存储利用。该系统利用光热系统产生的高温蒸汽进行高温电解，能够有效降低电能消耗，从而提高储能效率。这种抽取部分过剩电力电解高温蒸汽的储能方式也可以应用到其它可再生能源发电系统当中，在高效储能的同时起到削峰填谷的作用。

光伏发电；光热发电；固体氧化物燃料电池；固体氧化物电解池；太阳能制氢

目前太阳能发电技术主要有光伏发电和光热发电两类。太阳能光伏发电技术日趋成熟，达到了商业使用所要求的能级，但也存在着电能难以储存，对电网冲击较大的缺点，使得单一的光伏发电遭遇发展瓶颈。太阳能光热发电凭借其可储热、可调峰、可连续发电的优点，逐渐成为可再生能源领域研发和投资的热点[1]。……