太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種,，主要有通過(guò)熱過(guò)程的“聚熱式太陽(yáng)能熱發(fā)電（CSP）”,，包括塔式發(fā)電、拋物面聚光發(fā)電,、太陽(yáng)能煙囪發(fā)電,、熱離子發(fā)電,、熱光伏發(fā)電、溫差發(fā)電等,，和不通過(guò)熱過(guò)程的“光伏發(fā)電（SPV）”,、“光感應(yīng)發(fā)電”、“光化學(xué)發(fā)電”及“光生物發(fā)電”等,。但目前真正應(yīng)用的是兩大類：光伏發(fā)電和光熱發(fā)電,。光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能；光熱發(fā)電是利用太陽(yáng)能加熱工作介質(zhì),，工作介質(zhì)在發(fā)電機(jī)組中作功由發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能,。

1.3.1光伏發(fā)電（SPV）

光伏發(fā)電是利用“光生伏打效應(yīng)”，是目前最常用的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)之一,。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由兩大部分組成：太陽(yáng)能電池系統(tǒng)和配套系統(tǒng),。太陽(yáng)能電池系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池方陣構(gòu)成，太陽(yáng)能電池方陣是由光伏組件（太陽(yáng)能電池組件）串,、并聯(lián)組成的,，而光伏組件是由單體太陽(yáng)能電池串并聯(lián)、封裝后構(gòu)成的,。配套系統(tǒng)主要包括控制器,、逆變器等。

光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為兩大類,，獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是指僅僅依靠太陽(yáng)能電池供電的系統(tǒng)，或必要時(shí)可由其他電源作為補(bǔ)充,。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),，是指太陽(yáng)能電池發(fā)出的直流電，先經(jīng)過(guò)逆變器變換成交流,，再同電網(wǎng)的交流電合起來(lái)使用,。

光伏發(fā)電的關(guān)鍵部件是太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能電池的特性也就決定了光伏發(fā)電的特點(diǎn),。主要優(yōu)點(diǎn)是：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，體積小且輕；2.易安裝和運(yùn)輸,，建設(shè)周期短,；3.容易啟動(dòng)，維護(hù)簡(jiǎn)單,，4.清潔,、安全、無(wú)噪音；但缺點(diǎn)也是明顯的,，能量分散,，占地面積大，間歇性大,。

1.3.2 光熱發(fā)電（CSP）

光熱發(fā)電主要包括五種型式：塔式發(fā)電（power tower system）,、槽式發(fā)電（trough system）、盤(pán)式發(fā)電（dish system）,、太陽(yáng)池發(fā)電（basin system）和熱氣流發(fā)電,。

1.3.2.1 塔式系統(tǒng)

塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱集中型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是利用眾多的平面反射鏡陣列,，將太陽(yáng)輻射反射到置于高塔頂部的太陽(yáng)能接收器上,，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電,，從而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站系統(tǒng)主要由4部分構(gòu)成：聚光裝置、集熱裝置,、蓄熱裝置和汽輪發(fā)電裝置,。

全世界的塔式發(fā)電系統(tǒng)見(jiàn)表2.1-1，最主要的是在美國(guó)的二座大型示范工程：“太陽(yáng)能1號(hào)”和“太陽(yáng)能2號(hào)”,，容量均為10MW,。“太陽(yáng)能1號(hào)”從1982年到1988年共生產(chǎn)38000MWh電能,?！疤?yáng)能2號(hào)”為“太陽(yáng)能1號(hào)”的改進(jìn)型，在1996年投產(chǎn),，采用熔鹽作為傳熱介質(zhì)和熱能貯存,，可以在多云天氣和晚上連續(xù)供電,?！疤?yáng)能2號(hào)”的成功運(yùn)行，引起國(guó)際上的較大興趣,，特別在西班牙,、埃及、摩洛哥和意大利,。已有一座40MW的塔式發(fā)電系統(tǒng),，采用熱力貯存，可以一天24小時(shí)驅(qū)動(dòng)15MW汽輪發(fā)電機(jī),，正在規(guī)劃中,。在美國(guó)東南部沙漠中，計(jì)劃建設(shè)30～50MW塔式電站。第一座塔式電站投資在1億美元左右,，電價(jià)為15美分/kWh,，在考慮規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步后，有可能降到7美分/kWh,。

 表2.1-1世界塔式發(fā)電系統(tǒng)

1.3.2.2 槽式系統(tǒng)

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)亦即槽式拋物面反射鏡太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng),，也稱分散型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是將眾多的槽型拋物面聚光集熱器,，經(jīng)過(guò)串并聯(lián)的排列,，從而可以收集較高溫度的熱能，加熱工質(zhì),，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽,，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站系統(tǒng)主要由4部分組成：聚光集熱裝置,、輔助能源裝置,、蓄熱裝置和汽輪發(fā)電裝置。

從1985年～1994年間,，在美國(guó)加州沙漠地區(qū)相繼建成9座槽式太陽(yáng)能電站,，總?cè)萘?54MW。他們都需要25％的天然氣能量的補(bǔ)充,，以便提升太陽(yáng)能產(chǎn)生的蒸汽的溫度到汽輪機(jī)運(yùn)行所需要的水平,。它的聚能較低，溫度和效率較低,，例如：SEGS IX太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),，當(dāng)使用燃料汽輪機(jī)時(shí)，其發(fā)電效率為19％,，但當(dāng)使用獨(dú)立太陽(yáng)能汽輪機(jī)是,，其發(fā)電效率只有12.9％。但因其有十多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和不斷的技術(shù)改進(jìn),，以及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)的降低,，從近期看，該系統(tǒng)造價(jià)有望降低,。表2.1-2列出美國(guó)SEGS1至9的系統(tǒng)特性,。

1.3.2.3  盤(pán)式系統(tǒng)

一種類型的盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，以單個(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面集熱盤(pán)和位于其聚焦處的活塞式斯特林發(fā)電機(jī)（stirling engine generator）構(gòu)成,。每一個(gè)盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電裝置的單個(gè)功率較小,，可以分散獨(dú)立發(fā)電。它主要由4部分組成：a,、旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡,，用于將太陽(yáng)光聚焦在一點(diǎn)上,，即為聚焦點(diǎn)上；b,、位于聚焦點(diǎn)處的接收器,，用于加熱工質(zhì)（一般為氫或氦氣）到較高溫度；c,、斯特林引擎,；d、發(fā)電機(jī),。

該種盤(pán)式系統(tǒng)的特點(diǎn)是效率高,。1980年起，8臺(tái)由MDA開(kāi)發(fā)使用stirling引擎出力25kW的盤(pán)式系統(tǒng)在美國(guó)產(chǎn)品化,。但在目前,，該系統(tǒng)是用于研究改進(jìn)stirling發(fā)動(dòng)機(jī)和接收器的熱管。

在1970年后的十年間,，該種stirling發(fā)電機(jī)式盤(pán)式系統(tǒng)表現(xiàn)出在陰天時(shí),，其無(wú)能力連續(xù)發(fā)電，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)沒(méi)有貯熱能力,。除了在沙漠和與較大型電網(wǎng)連接的地方,，該系統(tǒng)的應(yīng)用受到限制。

在同期,，另一種盤(pán)式系統(tǒng)得到發(fā)展,，該種盤(pán)式系統(tǒng)具有高溫?zé)豳A存緩沖發(fā)電能力并利用蒸汽蘭金（Rankine）循環(huán)。20世紀(jì)70年代在美國(guó)發(fā)展的該系統(tǒng),，早在1979年就利用美國(guó)能源部的能源債券在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的沙漠試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行過(guò)評(píng)估,。該種系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致可構(gòu)成容量為6MW和更大的可調(diào)度的太陽(yáng)能發(fā)電站，即使是在太陽(yáng)日照零星的地區(qū),。

1.3.2.4 太陽(yáng)池

太陽(yáng)池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)含鹽量具有一定濃度的鹽水池,，鹽池里的水在豎直方向具有一定的鹽度梯度，上部是新鮮水,，底部是較重的鹽水,，太陽(yáng)光透過(guò)鹽池上部的水到達(dá)底部，加熱底部的鹽水,，然后在不擾亂破壞太陽(yáng)池水主體,、維持池內(nèi)所需密度梯度的情況下，用泵從池底抽出已被加熱的鹽水,，通過(guò)熱交換器換熱后，再送回池底,。太陽(yáng)池?zé)岚l(fā)電即是應(yīng)用太陽(yáng)池的特性,，將天然鹽水湖建成太陽(yáng)池，即是一個(gè)巨大的平板太陽(yáng)集熱器，利用它吸收太陽(yáng)能,，在通過(guò)熱交換器加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽,，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。以色列于1975年在死海邊建造了世界上第一座太陽(yáng)池發(fā)電站,，容量為150kW,，又于1983年在死海建造了一座容量為5MW的太陽(yáng)池電站。

1.3.2.5 太陽(yáng)能熱氣流系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱氣流發(fā)電是在以大地為吸熱材料的巨大蓬式地面太陽(yáng)空氣集熱器的中央,，建造高大的豎直煙囪,，煙囪的底部在空氣集熱器透明蓋板的下面開(kāi)吸風(fēng)口，上面安裝風(fēng)輪,，地面空氣集熱器根據(jù)溫度效應(yīng)產(chǎn)生熱空氣,，從吸風(fēng)口進(jìn)入煙囪，形成熱氣流,，驅(qū)動(dòng)安裝在煙囪內(nèi)的風(fēng)輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,。西班牙于1982年建成一座容量為50kW的太陽(yáng)能熱氣流示范電站，其煙囪高度為194.6m,；澳大利亞正計(jì)劃建設(shè)一座高1000m煙囪,，占地8mil²，出力為200MW的太陽(yáng)能熱氣流發(fā)電站,，投資估計(jì)約7億美元,。

1.3.2.6 幾種光熱技術(shù)的比較

前述6種太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)又可按太陽(yáng)能收集方式分為兩類：一是聚光式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，也是高溫太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng),，塔式,、槽式和兩種盤(pán)式即屬此類；二是非聚光式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng),，也是低溫太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng),，太陽(yáng)池和熱氣流即屬此類。

根據(jù)多年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的研究,，這5種太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的性能和技術(shù)特點(diǎn)比較如下：

太陽(yáng)能熱發(fā)電成本隨電站規(guī)模的加大和技術(shù)進(jìn)步不斷下降,。目前大約為9～12美分/kWh,。隨著太陽(yáng)能發(fā)電與化石燃料的聯(lián)合，其電價(jià)可以降到8美分/kWh以下,。在技術(shù)進(jìn)步和開(kāi)發(fā)高效貯能裝置后,，今后數(shù)十年電價(jià)可能將到4～5美分/kWh,，.