从“光”到“热”：太阳能集热器如何捕捉能量？
太阳能加热发电的核心，是将太阳辐射能（光能）转化为热能，再通过热力循环转化为电能。而实现这一转化的关键设备，正是太阳能集热器。与我们日常使用的太阳能热水器不同，光热发电系统的集热器需要将光能聚焦到极高温度，以满足后续发电的需求。目前主流的集热器分为两类：非聚光型和聚光型。
非聚光型集热器（如线性菲涅尔式）通过大面积平板吸收太阳辐射，将光能转化为热能，这种方式简单可靠，但效率较低，通常只能将水温加热到100-200℃，适合低温热力循环。而聚光型集热器（如槽式、塔式）则通过反射镜将阳光汇聚到一个点或一条线上，实现能量的集中放大。槽式光热电站，其抛物面反射镜会将阳光聚焦到一根装有传热介质（如熔融盐或导热油）的集热管上，使介质温度在20分钟内升高至300-1000℃，这个温度足以驱动复杂的热力循环。2025年最新数据显示，全球首条“1000MW超高温聚光集热示范线”已在甘肃建成，其集热器效率突破85%，较传统技术提升20%，这标志着光热转化效率进入新的阶段。
从“热”到“电”：热力循环如何驱动发电机？
当集热器将光能转化为高温热能后，下一步就是将“热能”转化为“电能”。这个过程需要借助热力循环，最核心的原理是利用工质（如熔融盐、氦气、水）受热膨胀产生压力，推动汽轮机转动，再通过发电机将机械能转化为电能。不同温度区间的工质，对应的热力循环技术也不同。
对于中低温（300-500℃）场景，常用朗肯循环：工质（水）被加热成高温高压蒸汽，推动汽轮机旋转。而高温场景（500℃以上）则采用布雷顿循环，如塔式光热电站常用的氦气作为工质，在1000℃以上高温下直接推动燃气轮机，效率更高。值得注意的是，光热发电的独特优势在于“储热系统”——通过将白天储存的热量（如熔融盐在高温下的化学能）在夜间释放，持续产生蒸汽或驱动燃气轮机，实现24小时稳定供电。2025年3月，国内某200MW光热电站完成升级改造，其熔融盐储热容量提升至12小时，可满足极端天气下的连续供电需求，这也是光热发电突破“间歇性”瓶颈的关键技术。
技术演进与未来方向：光热发电如何突破瓶颈？
尽管光热发电技术成熟度已较高，但在成本控制和效率提升上仍有挑战。2025年行业报告显示，全球光热电站度电成本（LCOE）较2020年下降35%，但与光伏相比仍有差距。当前，技术突破主要集中在三个方向：高效聚光材料、新型储热介质和系统集成优化。
高效聚光材料方面，2025年1月，中科院团队研发出新型纳米涂层反射镜，反光率提升至97%，且成本降低40%，尤其适合槽式和线性菲涅尔式集热器。储热介质方面，除传统熔融盐外，研究人员正测试“相变储能材料”，其储热密度比熔融盐高3倍，且循环寿命延长至10000次以上。“光热+光伏”混合电站成为新趋势——光伏负责白天发电，光热通过储热覆盖夜间和阴雨天，2025年4月，国内首个“2GWh光伏+光热”示范项目在青海并网，实现新能源供电稳定性提升至95%以上。这些进展让光热发电在“碳中和”目标中扮演更重要角色，预计到2030年，全球光热发电装机容量将突破100GW。
问题1：光热发电和光伏发电有什么本质区别？
答：核心区别在于能量转化路径和稳定性。光伏发电是“光→电”直接转化（通过光伏板的半导体材料），而光热发电是“光→热→电”间接转化；稳定性方面，光伏发电受光照强度和天气影响大，且无储热时无法持续供电，而光热发电通过储热系统可实现长时稳定输出，尤其适合基荷电力需求。
问题2：光热发电的储热系统是如何实现长时稳定供电的？
答：储热系统通过“热量储存-释放”循环实现连续供电。以熔融盐储热为例，白天集热器将光能转化的热量加热熔融盐至500-600℃，储存于保温罐中；夜间或阴天时，熔融盐通过换热器释放热量，加热水产生蒸汽驱动汽轮机，或直接加热氦气进入燃气轮机，从而持续发电。目前主流储热时长为6-12小时，可满足电网调峰需求，未来若采用更低成本的储热技术，时长有望突破24小时。