化石能源枯竭和環(huán)境日益惡化已經(jīng)成為制約全球經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的長期、重大瓶頸，未來將影響到人類的生存狀態(tài)。為了解決該問題，一方面要大力開展節(jié)能與科學(xué)用能和努力發(fā)展化石燃料，另一個方面必須加速可再生能源的開發(fā)和利用。太陽能以其分布廣泛，儲量豐富受到了廣泛關(guān)注。大力開發(fā)利用太陽能，將會改變我國能源短缺和不合理的能源結(jié)構(gòu)，使能源供應(yīng)多樣化，確保了我國的能源安全戰(zhàn)略，同時可以解決環(huán)境污染問題。因此，研究開拓太陽能熱力發(fā)電系統(tǒng)成為當(dāng)今能源動力領(lǐng)域研究的熱點與前沿課題。

隨著美國南加州SEGS系列電廠的成功投運，掀開了世界上開發(fā)利用太陽能熱發(fā)電出的浪潮，后續(xù)的美國Solar One、Solar Two和西班牙的PS10等塔式太陽能熱發(fā)電試驗示范電站的試運成功，大大激發(fā)了人類大規(guī)模開發(fā)利用太陽能的熱情。采用聚光型太陽能熱發(fā)電的方式主要有拋物槽式、碟式和塔式三種方式，隨著IEA-SolarPACES、歐盟第六、七框架計劃等對太陽能熱發(fā)電的關(guān)注和各國政府對太陽能熱發(fā)電的大力支持，一系列優(yōu)惠的政策、稅收補償，價格調(diào)節(jié)等市場手段的應(yīng)用，加快了太陽能熱發(fā)電技術(shù)的進(jìn)程，尤其是美國、西班牙、以色列、瑞士、韓國和中國等對太陽能熱發(fā)電研究進(jìn)行了大量的科技投入，取得了相當(dāng)喜人的成果。但是，當(dāng)前利用太陽能熱發(fā)電技術(shù)存在一個重大的技術(shù)瓶頸，就是太陽能熱發(fā)電的效率較低導(dǎo)致投資和發(fā)電成本較高，大大制約了太陽能熱發(fā)電的商業(yè)化進(jìn)程。因此，研究新型的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能島和常規(guī)動力島高度集成，改善能量轉(zhuǎn)化過程，提高系統(tǒng)的效率，從而間接地降低太陽能熱發(fā)電成本，因此，研究新型的熱力系統(tǒng)是開發(fā)利用太陽能過程中的一個重大課題。

基于能的綜合梯級利用思路和熱力集成理論，提出一個新型的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了三大技術(shù)特征：具有雙運行模式的吸熱器，運行中靈活切換；具有高、低溫雙級蓄熱流程結(jié)構(gòu)，分級存儲不同品位的太陽熱能；為發(fā)電單元提供多冗余的過熱蒸汽保障系統(tǒng)。模擬計算表明，1 MW塔式太陽能熱電站的峰值太陽能發(fā)電效率為10.6%，年平均發(fā)電效率為5.1%。研究表明，合理的運行模式和系統(tǒng)的規(guī)?；翘岣咛柲軣岚l(fā)電系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在，本研究為我國發(fā)展塔式太陽能熱發(fā)電提供新思路和新方案。太陽能塔式熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)完成了實驗室探索階段，正在向商業(yè)化邁進(jìn)。研究及實踐表明，太陽能塔式熱發(fā)電是實現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源最為經(jīng)濟(jì)的手段之一，有可能給緊張的能源問題帶來革命性的解決方案。在借鑒國外先進(jìn)的塔式發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立適合我國國情的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)電技術(shù)，為今后在中國大規(guī)模發(fā)展太陽能熱發(fā)電提供技術(shù)支持和保障。發(fā)表在 2010年第29期《中國電機工程學(xué)報》上，華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司袁建麗工程師、中科院工程熱物理研究所韓巍博士等人的論文《新型塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)集成研究》對相關(guān)問題進(jìn)行了積極的探索，為我國發(fā)展太陽能熱發(fā)電技術(shù)將起到推動作用，通過小型化試驗示范電站，探索太陽能塔式發(fā)電系統(tǒng)的特性規(guī)律，可以有效地填補我國在這方面的空白，同時有助于積累相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的經(jīng)驗，為我國發(fā)展大型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)奠定堅實基礎(chǔ)。

中國科學(xué)院工程熱物理研究所的總能系統(tǒng)和可再生能源實驗室金紅光研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組長期以來從事能源、環(huán)境、動力系統(tǒng)的開拓創(chuàng)新，對太陽能熱發(fā)電進(jìn)行了深入研究，承擔(dān)了多項國家自然科學(xué)基金、國家重點基礎(chǔ)研究規(guī)劃（973）和國家高技術(shù)發(fā)展計劃（863）項目，大力倡導(dǎo)太陽能與常規(guī)能源互補發(fā)電，研究開發(fā)高效、低成本的太陽能熱力發(fā)電系統(tǒng)。華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司的電站鍋爐技術(shù)研究所多年來致力于常規(guī)能源火力發(fā)電機組的調(diào)試、生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)，對整個電站的熱力系統(tǒng)和性能優(yōu)化進(jìn)行了卓有成效的研究和技術(shù)開發(fā)，解決了多項技術(shù)難題，贏得了廣大電力客戶的好評；近年來對太陽能熱發(fā)電進(jìn)行了跟蹤和研究，為進(jìn)一步服務(wù)于太陽能熱發(fā)電技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

總之，文章開拓研究新型的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，深入研究了該系統(tǒng)的熱力性能、設(shè)計方法和運行特性，加快了塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，為大力開發(fā)利用太陽能資源提供了有力的理論依據(jù)和技術(shù)方案，努力為我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和實現(xiàn)節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。