太阳能热发电, 通常叫做聚光式太阳能发电, 通过聚集太阳辐射获得热能, 将热能转化成高温蒸汽, 蒸汽驱动汽轮机发电. 按照太阳能采集方式主要可划分为槽式发电, 塔式发电和碟式发电. 粗略统计, 截至2017年底, 在全球建成和在建的太阳能光热发电站中, 槽式电站数量最多, 约占建成和在建光热电站总数的80%, 塔式电站占比超过11%, 碟式电站最少, 占比不足9%.
以上三种太阳能采集方式: 槽式, 塔式和碟式, 都是反射式, 就是把太阳光反射到集热器上的. 由于这三种形式的集热器都必须安装在反射镜的上空, 这样技术要求非常高, 造价成本也高.
太阳能专家宋亮发明了透射式高倍聚光集热方式, 就是根据菲涅尔透镜原理做了改进, 成功制作出了世界上最大的高倍聚光透镜 (下图) , 有以下优点: 1.可以做成直径达到几米的大透镜, 2.聚光倍数达到1000倍以上, 这个透镜可以直接加温到800摄氏度以上. 3.聚焦平面是均匀的平面光斑. 而菲涅尔透镜的光斑是中心点最强, 从里到外越往外光的强度越弱.
如果制作技术允许, 其实可以把这个透镜的直径做到500米, 聚焦3000倍, 聚焦光斑面积约65平方米, 该光斑温度瞬间可达几千摄氏度. 这个装置完全可以用来熔铁及炼钢, 太阳能炼钢, 环保又节能.
透射式高倍聚光集热方式比传统的反射式集热方式最大的优势是造价成本低, 因为它的集热器在透镜的下方. 高倍聚光透镜非常适合大规模的光热发电, 经测算, 用这种技术建成的太阳能热电站的总费用比塔式光热发电站总费用低40%左右, 这样光热发电的成本就基本接近光伏发电了, 光热发电的大规模应用就可以实现了.
光热发电比光伏发电的优势: 由于高温液体的热能具有易储存性, 光热电站配置的储热系统能够将白天多余热量储存到晚上发电, 实现光热电站24小时连续供电, 保证电站输出电流稳定性, 不会对电网造成冲击.
如果美国加州沙漠大部分都建成透射式高倍聚光太阳热发电站, 所发电力足够供应全美国的用电, 而且每度电低到只要8分美元, 这是一个非常有前途的事业. 仅美国也有几千亿美元的市场.
另外, 单个高倍聚光大透镜还可以轻松的应用在野外炊事之用, 特别是没有电又没有燃料的地方, 只要架起这个大透镜就可以做饭了, 还可以加温保暖等. 解决野外探矿, 野外探险, 野外训练的生活问题.
