太陽能熱發電, 通常叫做聚光式太陽能發電, 通過聚集太陽輻射獲得熱能, 將熱能轉化成高溫蒸汽, 蒸汽驅動汽輪機發電. 按照太陽能採集方式主要可劃分為槽式發電, 塔式發電和碟式發電. 粗略統計, 截至2017年底, 在全球建成和在建的太陽能光熱發電站中, 槽式電站數量最多, 約佔建成和在建光熱電站總數的80%, 塔式電站佔比超過11%, 碟式電站最少, 佔比不足9%.
以上三種太陽能採集方式: 槽式, 塔式和碟式, 都是反射式, 就是把太陽光反射到集熱器上的. 由於這三種形式的集熱器都必須安裝在反射鏡的上空, 這樣技術要求非常高, 造價成本也高.
太陽能專家宋亮發明了透射式高倍聚光集熱方式, 就是根據菲涅爾透鏡原理做了改進, 成功製作出了世界上最大的高倍聚光透鏡 (下圖) , 有以下優點: 1.可以做成直徑達到幾米的大透鏡, 2.聚光倍數達到1000倍以上, 這個透鏡可以直接加溫到800攝氏度以上. 3.聚焦平面是均勻的平面光斑. 而菲涅爾透鏡的光斑是中心點最強, 從裡到外越往外光的強度越弱.
如果製作技術允許, 其實可以把這個透鏡的直徑做到500米, 聚焦3000倍, 聚焦光斑面積約65平方米, 該光斑溫度瞬間可達幾千攝氏度. 這個裝置完全可以用來熔鐵及鍊鋼, 太陽能鍊鋼, 環保又節能.
透射式高倍聚光集熱方式比傳統的反射式集熱方式最大的優勢是造價成本低, 因為它的集熱器在透鏡的下方. 高倍聚光透鏡非常適合大規模的光熱發電, 經測算, 用這種技術建成的太陽能熱電站的總費用比塔式光熱發電站總費用低40%左右, 這樣光熱發電的成本就基本接近光伏發電了, 光熱發電的大規模應用就可以實現了.
光熱發電比光伏發電的優勢: 由於高溫液體的熱能具有易儲存性, 光熱電站配置的儲熱系統能夠將白天多餘熱量儲存到晚上發電, 實現光熱電站24小時連續供電, 保證電站輸出電流穩定性, 不會對電網造成衝擊.
如果美國加州沙漠大部分都建成透射式高倍聚光太陽熱發電站, 所發電力足夠供應全美國的用電, 而且每度電低到只要8分美元, 這是一個非常有前途的事業. 僅美國也有幾千億美元的市場.
另外, 單個高倍聚光大透鏡還可以輕鬆的應用在野外炊事之用, 特別是沒有電又沒有燃料的地方, 只要架起這個大透鏡就可以做飯了, 還可以加溫保暖等. 解決野外探礦, 野外探險, 野外訓練的生活問題.
