刊登日期 : 2021-09-27
太陽能發電大家不會陌生，但其實太陽能發電還分為兩種模式，目前廣泛使用的「光伏」發電只是其中之一，而另一種「光熱」發電則仍處初步發展階段，但它能不分日夜地運作，長遠潛力可能更大。目前中國已在西北的敦煌建成一座亞洲最大、被稱為「超級鏡子發電站」的光熱發電站，繼續探索這種新能源。
光熱發電聚焦陽光產生熱能 推動發電機運作
光伏和光熱都是利用太陽能的能量，同樣清潔零排放，那兩者有甚麼分別？簡單而言，光伏是陽光（光能）照射到太陽能電池（板）時，電池裏的半導體把光能轉化為電能，這種發電效應學術上稱為「光生伏特」（Photovoltaic），現在大家常會聽到的「光伏」一詞，正是由此而來。另外，從字面看，伏特是電壓單位，「光生伏特」這詞或許已能顧名思義。
光伏發電的應用範圍已非常廣，上至太空站、衛星，下至家用電器；大到發電站，小到玩具，太陽能電池板幾乎無處不在，很多人甚至把光伏發電等同於太陽能發電。
至於光熱發電，是把太陽能（光能）先轉換成熱能，再用熱能推動發電機，藉此產生電能；因為中間多了一重能量轉換，它的設備會複雜得多，需要有集熱系統、熱傳輸系統、蓄熱與熱交換系統，以及發電系統等部份。
以建於中國敦煌的100兆瓦光熱電站為例，它是用1.2萬多塊可改變角度聚光鏡，排成一個圓形陣列，把太陽的光熱反射和聚焦到圓心位置一個260米（相當於超過80層高大廈）吸熱塔上的吸熱器。而這些達到1,000度的高熱，會傳遞到塔下一種叫熔鹽物材料吸收儲存，並用於產生高溫蒸氣來推動發電機，產生電能。
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儲備熱能晚上使用 光熱發電方便日夜調度
當然，光熱發電站也有不同設計，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。
相對於光伏發電，始於上世紀50年代的光熱發電仍處於探索和小規模應用階段，目前在這領域走得比較快的國家有西班牙和美國等，而中國則是後起之秀。由於光熱發電「知名度」較低，很多人即使看到光熱電場的圖片，也會把它誤當成光伏發電站，不知其奧妙。
解釋完光伏和光熱發電的基本原理，大家或有疑問，既然有了直接了當的光伏發電，為何還要研究光熱發電？
這涉及儲存能量的問題。以現今科學技術來說，儲存熱能的要比儲存電能成熟得多，要儲起太陽能產生的高熱已非難事（例如用熔鹽），所以光熱電站日間能把一部份熱力儲起，到晚上或陰天再用來發電，這就解決了光伏電站只能白天發電，且電力又無法等到晚上才輸出的難題。
在現實環境中，居民用電高峰往往是日落之後，光伏發電難免供求錯配，而光熱發電則調度性高，不單可以在晚上運作，更能隨時根據負荷調整發電量，可以很好地與光伏發電形成互補；它也適合建立分佈式發電系統，解決偏遠山區供電問題。
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敦煌「超級鏡子」光熱發電站亞洲最大
當然，光熱發電雖好，卻也有一定限制和缺點，例如它對溫度要求高，需要直接光照，一般只能建在沙漠裏；它目前技術未成熟，成本居高不下，有報道指其發電成本是常規能源的一倍以上，電站投資更是光伏的4倍，這些問題亟需科學家進一步研究解決。
上文提到，中國在光熱發電領域是後起之秀，目前當局在青海省的德令哈、甘肅省的敦煌和新疆的哈密都建設了光熱發電站，以為發展這種清潔能源作進一步探索。
其中上文已提及的敦煌光熱電站，位於敦煌市以西的戈壁灘上，於2018年建成。其佔地達到7.8平方公里，比香港的油尖旺區（6.55平方公里）還要大；站內1.2萬多塊聚光鏡的總反射面積達140多萬平方米，被稱為「超級鏡子發電站」；它260米高的吸熱塔在戈壁灘上閃耀，也成為敦煌新地標。
據報道，敦煌光熱電站設計年發電量達3.9億度，足以為3萬戶家庭提供電力，並減少排放二氧化碳35萬噸。它是目前亞洲裝機最大，全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大的同類設施。
至於新疆哈密的50兆瓦光熱發電站，則是最新建成的一座，該站於2021年6月併網發電，每年能供電近2億度。
