歐洲太陽(yáng)能熱發(fā)電協(xié)會(huì)（ESTELA）發(fā)布了首個(gè)戰(zhàn)略研究議程，設(shè)定了到2025年歐洲太陽(yáng)能熱發(fā)電優(yōu)先研究的問(wèn)題，以期實(shí)現(xiàn)三大目標(biāo)：提高效率與降低成本、增強(qiáng)可調(diào)度性和提高環(huán)境效應(yīng)。戰(zhàn)略研究議程討論了四種主要的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)：拋物槽式、塔式、線(xiàn)性菲涅爾式和碟式斯特林系統(tǒng)，還包括相關(guān)的交叉問(wèn)題，如蓄熱、混合發(fā)電和標(biāo)準(zhǔn)化等。
目前，全球太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)2GW，還有3GW在建中。大部分電站建在西班牙和美國(guó)，其他地區(qū)也在考慮發(fā)展熱發(fā)電，北非、印度、中國(guó)和南非等已啟動(dòng)了新的項(xiàng)目。到2015年太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)量有望達(dá)到10GW。
歐盟成員國(guó)在2010年制定的國(guó)家可再生能源行動(dòng)計(jì)劃中設(shè)定了到2020年太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)總計(jì)要超過(guò)7GW，其中僅西班牙裝機(jī)目標(biāo)就超過(guò)5GW。由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，目前歐洲各國(guó)的補(bǔ)貼形勢(shì)不太明朗，國(guó)家層面正在采取新的措施來(lái)協(xié)調(diào)可再生能源項(xiàng)目的投資計(jì)劃?？紤]到各國(guó)政策和電站參數(shù)，目前太陽(yáng)能熱發(fā)電的固定上網(wǎng)電價(jià)在0.3歐元/kWh左右。同時(shí)，太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)還創(chuàng)造了許多新的就業(yè)機(jī)會(huì)。如在西班牙，2008～2010年間相關(guān)工作崗位數(shù)量翻了一番多。
一、標(biāo)準(zhǔn)化
太陽(yáng)能熱發(fā)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加速降低成本至關(guān)重要。太陽(yáng)能聚光器的EN12975標(biāo)準(zhǔn)已是ISO9806標(biāo)準(zhǔn)的一部分，目前正在修訂。太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)工作組已于2011年成立，2012～2013年有望發(fā)布新的指導(dǎo)方針。但仍需加強(qiáng)在以下領(lǐng)域建立通用標(biāo)準(zhǔn)框架：資格、認(rèn)證、測(cè)試程序、組件和系統(tǒng)耐久性試驗(yàn)、調(diào)試程序、模擬結(jié)果和太陽(yáng)能場(chǎng)建模等。
二、目標(biāo)1：提高效率，降低發(fā)電、運(yùn)行與維護(hù)成本
為滿(mǎn)足目標(biāo)1戰(zhàn)略研究議程列出了四種熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)先研究主題，交叉問(wèn)題也共同列出，如表1所示。
表1歐洲太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)先研究主題
技術(shù)種類(lèi)
研發(fā)主題
拋物槽式
集熱器
-規(guī)?；?yīng)
-更好的集熱器設(shè)計(jì)和制造
-更好的太陽(yáng)能場(chǎng)控制
-自主驅(qū)動(dòng)單元和本機(jī)控制（無(wú)線(xiàn)）
吸熱管
-選擇性涂層更好的優(yōu)化穩(wěn)定性
-真空管設(shè)計(jì)，無(wú)焊接或無(wú)較低的透氫
傳熱流體
-利用壓縮氣體（CO2、N2、空氣等）
-直接蒸汽發(fā)電
-熔鹽+輔助加熱
塔式
吸熱器
-先進(jìn)高溫吸熱器（直接吸收）
-新工程化材料（陶瓷管）
傳熱流體
-用于超臨界蒸汽循環(huán)的熔鹽
-空氣和CO2作為主要流體
-直接過(guò)熱蒸汽
-粒子吸熱器系統(tǒng)
定日鏡場(chǎng)
-多重小塔式配置
-可靠的無(wú)線(xiàn)定日鏡控制系統(tǒng)
-優(yōu)化的定日鏡場(chǎng)
-改進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)制
-自主驅(qū)動(dòng)單元和本機(jī)控制（無(wú)線(xiàn)）
新的轉(zhuǎn)化循環(huán)和系統(tǒng)
-布雷頓循環(huán)
-聯(lián)合循環(huán)和超臨界蒸汽循環(huán)
-與生物質(zhì)混合發(fā)電
-二級(jí)聚光器
線(xiàn)性菲涅爾式
控制和設(shè)計(jì)
-更好的跟蹤選項(xiàng)
-塔式技術(shù)與菲涅爾技術(shù)的混合
吸熱器
-真空管式吸熱器
-新一代非真空管式吸熱器
反光鏡
-二級(jí)聚光
-弧形支持表面薄膜
傳熱流體
-過(guò)熱直接蒸汽發(fā)電
-僅用熔鹽
-非真空吸熱器中的加壓CO2或空氣
碟式
燃?xì)廨啓C(jī)
-與天然氣或生物氣混合發(fā)電
-碟式系統(tǒng)與壓縮空氣儲(chǔ)能結(jié)合
吸熱器
-應(yīng)對(duì)更低熱惰性的回?zé)崞?br />
系統(tǒng)部件
-與汽車(chē)制造行業(yè)協(xié)同
-改進(jìn)跟蹤系統(tǒng)
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)
-聯(lián)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)（更低的組件錯(cuò)誤率、更低的H2泄露、大規(guī)模生產(chǎn)）
-自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（線(xiàn)性發(fā)電機(jī)更好的控制與設(shè)計(jì)）
可調(diào)度性
-機(jī)電式存儲(chǔ)和蓄熱
-吸熱器中的替代能源來(lái)源（生物質(zhì)）
交叉問(wèn)題
反射鏡
-輕反射表面
-防污涂層
-高反射率
傳熱流體
-低熔點(diǎn)混合物
-加壓氣體
-帶有高壓吸熱管的直接蒸汽發(fā)電
-高工作溫度
其他
-具有更好光學(xué)特性的選擇性涂層吸熱器
-新存儲(chǔ)概念
-改進(jìn)控制、預(yù)測(cè)和運(yùn)行工具
三、目標(biāo)2：增強(qiáng)可調(diào)度性
可調(diào)度性是增強(qiáng)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的重要特性，能夠靈活響應(yīng)電網(wǎng)需求是關(guān)鍵。盡管許多電站已建設(shè)了蓄熱系統(tǒng)，但仍需要開(kāi)展更多的工作。
?。ㄒ唬┚C合系統(tǒng)
通過(guò)水預(yù)熱方法或鍋爐蒸汽/水循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)將太陽(yáng)熱能集成到大型蒸汽廠(chǎng)。需要設(shè)計(jì)合適的鍋爐以應(yīng)對(duì)溫度差異。如果鍋爐集成已完成，還需要改進(jìn)其設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)。
將太陽(yáng)熱能與燃?xì)廨啓C(jī)或聯(lián)合循環(huán)電站集成也是選擇之一。與燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合時(shí)，在高溫太陽(yáng)能集熱器中可將空氣溫度加熱到高溫，從而產(chǎn)生高轉(zhuǎn)化效率。提高處理過(guò)渡相的能力需要改進(jìn)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
將太陽(yáng)熱能與生物質(zhì)集成更適用于小規(guī)模設(shè)施，可以作為全可再生能源電站。
?。ǘ┬顭?br />
不同傳熱流體，采用不同的設(shè)計(jì)：
熱油：用具有良好溫度分層的單個(gè)蓄熱罐替代雙罐配置可極大簡(jiǎn)化蓄熱。還可以通過(guò)換熱器和蓄熱材料的固態(tài)分離來(lái)優(yōu)化單罐設(shè)計(jì)。
熔鹽：太陽(yáng)能場(chǎng)和蓄熱循環(huán)之間不需要交換器。需要研發(fā)具有低凝點(diǎn)和避免腐蝕問(wèn)題的新熔鹽混合物。
蒸汽：在發(fā)電模塊之前不需要交換器。需要調(diào)研用于飽和蒸汽的固態(tài)/液態(tài)相變材料。
氣體：超高溫應(yīng)用可行。挑戰(zhàn)是如何設(shè)計(jì)高效傳熱系統(tǒng)和蓄熱材料選擇。
一般而言，需要改進(jìn)熱量積蓄與釋放策略以最大化蓄熱能力。還需要調(diào)研熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)概念。
?。ㄈ└倪M(jìn)預(yù)測(cè)
良好的預(yù)測(cè)能力對(duì)于可靠估計(jì)給定地點(diǎn)電站的成本非常重要?？梢栽O(shè)想許多解決方案，如詳細(xì)預(yù)報(bào)超短期氣象情況，開(kāi)發(fā)電力預(yù)測(cè)系統(tǒng)軟件監(jiān)管電力生產(chǎn)，改進(jìn)地面太陽(yáng)直射輻射（DNI）測(cè)量方法，利用氣象衛(wèi)星結(jié)果，改進(jìn)用于DNI預(yù)測(cè)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型，分析太陽(yáng)能與風(fēng)能資源之間的年際變化情況和時(shí)間與空間關(guān)聯(lián)。
四、目標(biāo)3：提高環(huán)境效應(yīng)
傳熱流體因其對(duì)環(huán)境的潛在影響而成為實(shí)現(xiàn)本目標(biāo)的關(guān)注點(diǎn)，合成油的污染是最令人擔(dān)憂(yōu)的影響之一。
目前，全球太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)2GW，還有3GW在建中。大部分電站建在西班牙和美國(guó)，其他地區(qū)也在考慮發(fā)展熱發(fā)電，北非、印度、中國(guó)和南非等已啟動(dòng)了新的項(xiàng)目。到2015年太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)量有望達(dá)到10GW。
歐盟成員國(guó)在2010年制定的國(guó)家可再生能源行動(dòng)計(jì)劃中設(shè)定了到2020年太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)總計(jì)要超過(guò)7GW，其中僅西班牙裝機(jī)目標(biāo)就超過(guò)5GW。由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，目前歐洲各國(guó)的補(bǔ)貼形勢(shì)不太明朗，國(guó)家層面正在采取新的措施來(lái)協(xié)調(diào)可再生能源項(xiàng)目的投資計(jì)劃?？紤]到各國(guó)政策和電站參數(shù)，目前太陽(yáng)能熱發(fā)電的固定上網(wǎng)電價(jià)在0.3歐元/kWh左右。同時(shí)，太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)還創(chuàng)造了許多新的就業(yè)機(jī)會(huì)。如在西班牙，2008～2010年間相關(guān)工作崗位數(shù)量翻了一番多。
一、標(biāo)準(zhǔn)化
太陽(yáng)能熱發(fā)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加速降低成本至關(guān)重要。太陽(yáng)能聚光器的EN12975標(biāo)準(zhǔn)已是ISO9806標(biāo)準(zhǔn)的一部分，目前正在修訂。太陽(yáng)能熱發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)工作組已于2011年成立，2012～2013年有望發(fā)布新的指導(dǎo)方針。但仍需加強(qiáng)在以下領(lǐng)域建立通用標(biāo)準(zhǔn)框架：資格、認(rèn)證、測(cè)試程序、組件和系統(tǒng)耐久性試驗(yàn)、調(diào)試程序、模擬結(jié)果和太陽(yáng)能場(chǎng)建模等。
二、目標(biāo)1：提高效率，降低發(fā)電、運(yùn)行與維護(hù)成本
為滿(mǎn)足目標(biāo)1戰(zhàn)略研究議程列出了四種熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)先研究主題，交叉問(wèn)題也共同列出，如表1所示。
表1歐洲太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)先研究主題
技術(shù)種類(lèi)
研發(fā)主題
拋物槽式
集熱器
-規(guī)?；?yīng)
-更好的集熱器設(shè)計(jì)和制造
-更好的太陽(yáng)能場(chǎng)控制
-自主驅(qū)動(dòng)單元和本機(jī)控制（無(wú)線(xiàn)）
吸熱管
-選擇性涂層更好的優(yōu)化穩(wěn)定性
-真空管設(shè)計(jì)，無(wú)焊接或無(wú)較低的透氫
傳熱流體
-利用壓縮氣體（CO2、N2、空氣等）
-直接蒸汽發(fā)電
-熔鹽+輔助加熱
塔式
吸熱器
-先進(jìn)高溫吸熱器（直接吸收）
-新工程化材料（陶瓷管）
傳熱流體
-用于超臨界蒸汽循環(huán)的熔鹽
-空氣和CO2作為主要流體
-直接過(guò)熱蒸汽
-粒子吸熱器系統(tǒng)
定日鏡場(chǎng)
-多重小塔式配置
-可靠的無(wú)線(xiàn)定日鏡控制系統(tǒng)
-優(yōu)化的定日鏡場(chǎng)
-改進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)制
-自主驅(qū)動(dòng)單元和本機(jī)控制（無(wú)線(xiàn)）
新的轉(zhuǎn)化循環(huán)和系統(tǒng)
-布雷頓循環(huán)
-聯(lián)合循環(huán)和超臨界蒸汽循環(huán)
-與生物質(zhì)混合發(fā)電
-二級(jí)聚光器
線(xiàn)性菲涅爾式
控制和設(shè)計(jì)
-更好的跟蹤選項(xiàng)
-塔式技術(shù)與菲涅爾技術(shù)的混合
吸熱器
-真空管式吸熱器
-新一代非真空管式吸熱器
反光鏡
-二級(jí)聚光
-弧形支持表面薄膜
傳熱流體
-過(guò)熱直接蒸汽發(fā)電
-僅用熔鹽
-非真空吸熱器中的加壓CO2或空氣
碟式
燃?xì)廨啓C(jī)
-與天然氣或生物氣混合發(fā)電
-碟式系統(tǒng)與壓縮空氣儲(chǔ)能結(jié)合
吸熱器
-應(yīng)對(duì)更低熱惰性的回?zé)崞?br />
系統(tǒng)部件
-與汽車(chē)制造行業(yè)協(xié)同
-改進(jìn)跟蹤系統(tǒng)
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)
-聯(lián)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)（更低的組件錯(cuò)誤率、更低的H2泄露、大規(guī)模生產(chǎn)）
-自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（線(xiàn)性發(fā)電機(jī)更好的控制與設(shè)計(jì)）
可調(diào)度性
-機(jī)電式存儲(chǔ)和蓄熱
-吸熱器中的替代能源來(lái)源（生物質(zhì)）
交叉問(wèn)題
反射鏡
-輕反射表面
-防污涂層
-高反射率
傳熱流體
-低熔點(diǎn)混合物
-加壓氣體
-帶有高壓吸熱管的直接蒸汽發(fā)電
-高工作溫度
其他
-具有更好光學(xué)特性的選擇性涂層吸熱器
-新存儲(chǔ)概念
-改進(jìn)控制、預(yù)測(cè)和運(yùn)行工具
三、目標(biāo)2：增強(qiáng)可調(diào)度性
可調(diào)度性是增強(qiáng)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的重要特性，能夠靈活響應(yīng)電網(wǎng)需求是關(guān)鍵。盡管許多電站已建設(shè)了蓄熱系統(tǒng)，但仍需要開(kāi)展更多的工作。
?。ㄒ唬┚C合系統(tǒng)
通過(guò)水預(yù)熱方法或鍋爐蒸汽/水循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)將太陽(yáng)熱能集成到大型蒸汽廠(chǎng)。需要設(shè)計(jì)合適的鍋爐以應(yīng)對(duì)溫度差異。如果鍋爐集成已完成，還需要改進(jìn)其設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)。
將太陽(yáng)熱能與燃?xì)廨啓C(jī)或聯(lián)合循環(huán)電站集成也是選擇之一。與燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合時(shí)，在高溫太陽(yáng)能集熱器中可將空氣溫度加熱到高溫，從而產(chǎn)生高轉(zhuǎn)化效率。提高處理過(guò)渡相的能力需要改進(jìn)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
將太陽(yáng)熱能與生物質(zhì)集成更適用于小規(guī)模設(shè)施，可以作為全可再生能源電站。
?。ǘ┬顭?br />
不同傳熱流體，采用不同的設(shè)計(jì)：
熱油：用具有良好溫度分層的單個(gè)蓄熱罐替代雙罐配置可極大簡(jiǎn)化蓄熱。還可以通過(guò)換熱器和蓄熱材料的固態(tài)分離來(lái)優(yōu)化單罐設(shè)計(jì)。
熔鹽：太陽(yáng)能場(chǎng)和蓄熱循環(huán)之間不需要交換器。需要研發(fā)具有低凝點(diǎn)和避免腐蝕問(wèn)題的新熔鹽混合物。
蒸汽：在發(fā)電模塊之前不需要交換器。需要調(diào)研用于飽和蒸汽的固態(tài)/液態(tài)相變材料。
氣體：超高溫應(yīng)用可行。挑戰(zhàn)是如何設(shè)計(jì)高效傳熱系統(tǒng)和蓄熱材料選擇。
一般而言，需要改進(jìn)熱量積蓄與釋放策略以最大化蓄熱能力。還需要調(diào)研熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)概念。
?。ㄈ└倪M(jìn)預(yù)測(cè)
良好的預(yù)測(cè)能力對(duì)于可靠估計(jì)給定地點(diǎn)電站的成本非常重要?？梢栽O(shè)想許多解決方案，如詳細(xì)預(yù)報(bào)超短期氣象情況，開(kāi)發(fā)電力預(yù)測(cè)系統(tǒng)軟件監(jiān)管電力生產(chǎn)，改進(jìn)地面太陽(yáng)直射輻射（DNI）測(cè)量方法，利用氣象衛(wèi)星結(jié)果，改進(jìn)用于DNI預(yù)測(cè)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型，分析太陽(yáng)能與風(fēng)能資源之間的年際變化情況和時(shí)間與空間關(guān)聯(lián)。
四、目標(biāo)3：提高環(huán)境效應(yīng)
傳熱流體因其對(duì)環(huán)境的潛在影響而成為實(shí)現(xiàn)本目標(biāo)的關(guān)注點(diǎn)，合成油的污染是最令人擔(dān)憂(yōu)的影響之一。
