「太阳能发电」与「地热能发电」的区别【史上最全版】

一

太阳能发电简述

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是'光伏--建筑（照明）一体化'技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

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分类

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发展

欧盟在太阳能发电方面居于领先地位，但美国和中国的发展势头迅猛。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。另外，世界目前已有近200家公司生产太阳能电池，但生产设备厂主要在日企之手。

二

地热能发电简述

地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。迄今运行的地热电站有 5处共 27.78MW，中国尚有大量高低温地热，尤其是西部地热亟待开发地热发电信息。

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分类

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发展

在各种可再生能源的应用中，地热能显得较为低调，人们更多地关注来自太空的太阳能量。 相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源。

据 2005年世界地热大会的统计, 世界上有24个国家建设了地热发电站。美国地热发电能力已经超过了 2800MW, 居世界首位; 菲律宾、墨西哥紧随其后；印度尼西亚后来居上已经排在第四位；其次是意大利、日本、新西兰,我国排名第 15位。

三

太阳能发电与地热能发电对比分析

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优点与缺点对比

类别	优点	缺点
太阳能发电	1.能源充足，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，且太阳能无处不在，不受地域限制	1.分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低
	2.不需要消耗燃料，对环境和生态都无任何害处	2.不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的。
	3结构简单，维护方便，适合无人值守	3、效率低和成本高：目前有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。
地热发电	1.不需燃料，发电成本上多数情况下都比水电、火电、核电要低	1.设备容易腐蚀：地下热水往往含有大量的腐蚀性气体，它们是导致腐蚀的主要因素，这些气体进入汽轮机、附属设备和管道，使其受到强烈的腐蚀。
	2.设备的利用时间长，建厂投资一般都低于水电站，且不受降雨拉季节变化的影响，发电稳定	2.容易产生结垢：地下热水中含有结垢的成分，如硅、钙、镁、铁等，以及对结垢有影响的气体，如二氧化碳、氧和硫化氢等，产生的结垢经常以碳酸钙、二氧化硅等化合物出现。
	3.减少环境响污染	3.地热水回灌问题：地热回灌是把经过利用的地热流体或其他水源，通过地热回灌井重新注回热储层段的方法。回灌技术要求复杂，且成本高，至今未能大范围推广使用。

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干热岩发电和光伏发电对比

2.1

干热岩发电

2.1.1原理

干热岩是指一种没有水或蒸汽的热岩体， 主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。干热岩埋藏于距地下 2000～6000m 的深处，温度为 150～650℃。

干热岩发电工作原理如图所示：

首先钻一口注入井，并进行压裂，形成裂缝破碎带，再钻一口横穿该裂缝破碎带的生产井，然后将高压水从加压井向下泵入，横穿蓄水池，水流过热岩中的人工裂隙而过热（水、汽温度可达 150～200℃），并从生产井泵上来。发电后的冷却水再次通过高压泵注入地下热交换系统进行循环利用。

2.1.2干热岩发电系统及成本分析

基于10MW的干热岩发电系统(EGS)进行其经济可行性评估：

由此，在电厂设计的使用寿命中，将在电厂运行 8年后收回成本并开始小幅盈利 ，20年累计发电 1．4×109kwh，可产生投资净收益为 29883万元 ，收益率约为 5．0％；如果干热岩的商业开发可以得到国家政策的扶持 ，将其上网电价调整到太阳能光伏发电的 1元／kWh，则地热电厂将在运行 4年后收回成本，并最终盈利 92883万元 ，年收益率达到 9．5％，则已超过行业预期年收益的8％。

2.1.3目前需要解决的问题

目前主要有三个重大技术难题阻碍地热发电的发展，即地热田的回灌、腐蚀和结垢。

2.2

光伏发电

2.2.1原理

太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换成的电能贮存起来，以便夜晚和阴雨天使用；或者通过逆变器将直流电转换成交流电后与电网相连，向电网供电。

2.2.2光伏发电系统及成本分析

目前，太阳能光伏发电系统大致可分为两类：离网光伏蓄电系统与光伏并网发电系统。

离网光伏发电系统构成：主要由，太阳能组件(太阳能板)、太阳能支架、直流配电箱(大系统用)、光伏控制器、离网逆变器、储能蓄电池、交流配电箱等辅材几部分构成。

并网光伏发电系统构成：主要由，太阳能组件(太阳能板)、太阳能支架、直流配电箱(大系统用)、并网逆变器、交流配电箱等辅材几部分构成。

并网光伏发电系统的每 W 投资成本：光伏组件4.5元+光伏支架2.5元+光伏并网逆变器3元+其他辅材(4.5+2.5+3)×5%=0.5元，得出总成本至少在10.5元/W，这里还未将安装费计算在内。我国平均每 kW 的光伏发电每天的发电量大概在3kWh左右，即每天每 kW 发3度电应该没问题。系统的寿命现在理论值为20年以上，我们暂且按20年计算，则每 kW 的寿命期发电总量为3×365×20×0.8(修正因子)=17520kWh，而每kW 的投资为10.5×1000=10500元。由此可得，自己发一度电的成本为10500/17520=0.599元略高于使用国家电网的电，但是如果把国家的补贴计算进去(现在是每度电补贴0.42元)，则自己用一度电的成本是0.599-0.42=0.179元。

2.2.3目前需要解决的问题

①、投资成本问题。国内太阳能电池板的原材料硅的涨价非常快，而太阳能电池板又是整个工程中耗费最大的部分，因此，要解决成本高的根本途径在于降低原材料的成本。

②、对电网的冲击。由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节能力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。

③、缺乏政策的支持。在国外，政府将给予太阳能光伏发电的用户一定的优惠政策及补贴。在国内，由于太阳能光伏发电刚刚兴起，政府在这方面给予的支持力度相对不够。

四

结语

如果将光伏发电和干热岩发电更加细分到每度电的成本进行对比，则根据以上信息可以计算得出每度电的成本为：

干热岩发电成本：0.286元（粗略计算）

光伏发电成本：0.599元，加上国家补贴的话，是0.179元

由此可见，无论是哪种发电方式都远远优于目前的常规发电。

太阳能和地热能发电都属于清洁能源，且将成为未来我们发电的主要趋势。两者不仅可以单独发电，目前还有研究人员提出太阳能和地热能联合发电。这个也值得我们参考学习。

地热太阳能联合发电系统如下图所示

主要分为4个子系统：地热流系统、有机工质循环系统、太阳能集热系统以及冷却水系统。地热水从生产井中流出进人蒸发器，通过预热器再进行回灌或者再进行热利用。这种方式只较之于单纯的两种发电方式更为理想的发电方式。但是这只是提出的一种研究，并未真正实践过。

作者补充：本报告是根据多方资料汇总而成，因为目前我国的光伏发电和干热岩发电都还处于最初研究阶段，并未真正大规模开发使用，所以很多研究资料都是根据个人或小团体研究而成，其中对于太阳能和地热能发电的分类、整个系统构成及成本计算方面，不同的人的结论也都不一样，本文只是选取了其中比较规范的部分汇总而成。

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