刊登日期 : 27/09/2021
太阳能发电大家不会陌生，但其实太阳能发电还分为两种模式，目前广泛使用的“光伏”发电只是其中之一，而另一种“光热”发电则仍处初步发展阶段，但它能不分日夜地运作，长远潜力可能更大。目前中国已在西北的敦煌建成一座亚洲最大、被称为“超级镜子发电站”的光热发电站，继续探索这种新能源。
光热发电聚焦阳光产生热能 推动发电机运作
光伏和光热都是利用太阳能的能量，同样清洁零排放，那两者有什么分别？简单而言，光伏是阳光（光能）照射到太阳能电池（板）时，电池里的半导体把光能转化为电能，这种发电效应学术上称为“光生伏特”（Photovoltaic），现在大家常会听到的“光伏”一词，正是由此而来。另外，从字面看，伏特是电压单位，“光生伏特”这词或许已能顾名思义。
光伏发电的应用范围已非常广，上至太空站、卫星，下至家用电器；大到发电站，小到玩具，太阳能电池板几乎无处不在，很多人甚至把光伏发电等同于太阳能发电。
至于光热发电，是把太阳能（光能）先转换成热能，再用热能推动发电机，借此产生电能；因为中间多了一重能量转换，它的设备会复杂得多，需要有集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统，以及发电系统等部份。
以建于中国敦煌的100兆瓦光热电站为例，它是用1.2万多块可改变角度聚光镜，排成一个圆形阵列，把太阳的光热反射和聚焦到圆心位置一个260米（相当于超过80层高大厦）吸热塔上的吸热器。而这些达到1,000度的高热，会传递到塔下一种叫熔盐物材料吸收储存，并用于产生高温蒸气来推动发电机，产生电能。
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储备热能晚上使用 光热发电方便日夜调度
当然，光热发电站也有不同设计，例如聚光方法有的是塔式，有的是用槽式或碟式，但原理大致相同。
相对于光伏发电，始于上世纪50年代的光热发电仍处于探索和小规模应用阶段，目前在这领域走得比较快的国家有西班牙和美国等，而中国则是后起之秀。由于光热发电“知名度”较低，很多人即使看到光热电场的图片，也会把它误当成光伏发电站，不知其奥妙。
解释完光伏和光热发电的基本原理，大家或有疑问，既然有了直接了当的光伏发电，为何还要研究光热发电？
这涉及储存能量的问题。以现今科学技术来说，储存热能的要比储存电能成熟得多，要储起太阳能产生的高热已非难事（例如用熔盐），所以光热电站日间能把一部份热力储起，到晚上或阴天再用来发电，这就解决了光伏电站只能白天发电，且电力又无法等到晚上才输出的难题。
在现实环境中，居民用电高峰往往是日落之后，光伏发电难免供求错配，而光热发电则调度性高，不单可以在晚上运作，更能随时根据负荷调整发电量，可以很好地与光伏发电形成互补；它也适合建立分布式发电系统，解决偏远山区供电问题。
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敦煌“超级镜子”光热发电站亚洲最大
当然，光热发电虽好，却也有一定限制和缺点，例如它对温度要求高，需要直接光照，一般只能建在沙漠里；它目前技术未成熟，成本居高不下，有报道指其发电成本是常规能源的一倍以上，电站投资更是光伏的4倍，这些问题亟需科学家进一步研究解决。
上文提到，中国在光热发电领域是后起之秀，目前当局在青海省的德令哈、甘肃省的敦煌和新疆的哈密都建设了光热发电站，以为发展这种清洁能源作进一步探索。
其中上文已提及的敦煌光热电站，位于敦煌市以西的戈壁滩上，于2018年建成。其占地达到7.8平方公里，比香港的油尖旺区（6.55平方公里）还要大；站内1.2万多块聚光镜的总反射面积达140多万平方米，被称为“超级镜子发电站”；它260米高的吸热塔在戈壁滩上闪耀，也成为敦煌新地标。
据报道，敦煌光热电站设计年发电量达3.9亿度，足以为3万户家庭提供电力，并减少排放二氧化碳35万吨。它是目前亚洲装机最大，全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大的同类设施。
至于新疆哈密的50兆瓦光热发电站，则是最新建成的一座，该站于2021年6月并网发电，每年能供电近2亿度。
