丁文进 *，Thomas Bauer

a Institute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR), Stuttgart 70569, Germany

b Institute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR), Cologne 51147, Germany

1.引言

具有热能储存（TES，以下简称储热）的太阳能光热发电（concentrated solar power, CSP）技术是未来可再生能源系统中最具应用前景的发电技术之一，其可高效利用资源丰富但具间歇性的太阳能，为人们提供稳定可调度且低成本的电力。根据国际知名可再生能源政策研究机构REN21（Renewable Energy Policy Network for the 21st Century）的研究报告，2018年全球有超过550 MW的新建CSP电站开始投入商业运营，并且大多数都配备了熔盐储热系统；2008—2018年，全球CSP装机容量从0.5 GW快速增长到5.5 GW [1]。国际能源署（International Energy Agency, IEA）下属的全球性组织SolarPACES（Solar Power and Chemical Energy Systems）致力于推进国际合作，促进CSP技术及产业的发展，其官方网站统计并公布了全球处于运行、建设或开发中的所有CSP电站项目（https://www.solarpaces.org/csp-technologies/csp-projects-around-the-world/）。据统计，2019年运营中的CSP电站（装机容量约5.8 GW）主要分布在西班牙、美国、摩洛哥王国和南非共和国等国家和地区，而建造中的CSP电站（约2.2 GW）主要分布在中东和北非地区（MENA）以及中国。此外，欧洲、智利共和国、南非共和国和澳大利亚等国家和地区还在设计建造装机容量超过1.5 GW的CSP电站。

如图1所示，根据不同聚光方式，CSP技术主要分为菲涅尔式、塔式、蝶式和槽式四类[2]。其中，菲涅尔式和槽式CSP属于线性聚焦系统，而塔式和蝶式属于点聚焦系统。与线性聚焦系统相比，点聚焦CSP系统由于具有更高的聚光率，因此可产生更高温度的太阳热和实现更高的热电转化效率以及更低的电力成本。目前运营中的大多数CSP电站采用低建造和低维护成本的成熟槽式技术，而大多数在建的CSP电站则基于更先进的塔式技术[2]。

第一代CSP电站，如美国的槽式太阳能发电1号系统（solar electric generating system I, SEGS-I），没有集成储热系统而无法根据用电需求产生可调度的电力。……