1950 年,原蘇聯(lián)設計了世界上第一座太陽能塔式電站,建造了一個小型試驗裝置。70 年代,由于石油危機的影響,人們開始把注意力集中到太陽能發(fā)電上。當時來看,太陽電池價格昂貴,效率較低,相對而言,太陽熱發(fā)電效率較高,技術比較成熟,因此當時許多工業(yè)發(fā)達國家都將太陽熱發(fā)電作為重點,投資興建了一批試驗性太陽能熱發(fā)電站。據(jù)不完全統(tǒng)計,從1981~1991 年,全世界建造的太陽能熱發(fā)電站(500kw 以上)約有20 余座,發(fā)電功率最大達80MW。
按太陽能采集方式劃分,太陽能熱發(fā)電站主要有塔式、槽式和盤式三類。這些電站基本上都是試驗性的。例如,日本按照陽光計劃建造的一座1MW 塔式電站,一座1MW 槽式電站,完成了試驗工作后即停止運行。美國 10MW 太陽1 號塔式電站,進行一段時間試驗運行后及時進行技術總結,很快將它改建為太陽2號電站,并于1996 年1 月投入運行。
80 年代中期,人們對建成的太陽能熱發(fā)電站進行技術總結后認為,雖然太陽能熱發(fā)電在技術上可行,但投資過大(美國太陽1 號電站投資為1.42 億美元),且降低造價十分困難,所以各國都改變了原來的計劃,使太陽能熱發(fā)電站的建設逐漸冷落下來。例如,美國原計劃在1983~1995 年建成5~10 萬kw 和10~30 萬kw 太陽能熱電站,結果沒有實現(xiàn)。
正當人們懷疑太陽能熱發(fā)電的時候,美國和以色列聯(lián)合組成的路茲太陽能熱發(fā)電國際有限公司,自1980 年開始進行太陽熱發(fā)電技術研究,主要開發(fā)槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng),5 年后奇跡般地進入商品化階段。該公司從1985 年至1991 年在美國加州沙漠建成9 座槽式太陽能熱電站,總裝機容量353.8MW。電站的投資由1 號電站的5976 美元/KW,降到8 號電站的3011 美元/KW,發(fā)電成本從26.5 美分/KWh 降到12 美分/KWh。公司之后計劃到2000 年,在加州建成裝機容量達800MW 槽式太陽能熱發(fā)電站,發(fā)電成本降到5-6 美分/KWh。遺憾的是,1991 年因路茲公司破產(chǎn)而使計劃中斷。
而隨著路茲公司的倒閉,光熱發(fā)電技術也步入了長達 16 年的停滯。根據(jù)NREL 的數(shù)據(jù)顯示,從90 年到06 年新增裝機容量僅1MW,而90 年當年的新增裝機容量為80MW,降幅達到98.8%。
在 90 年后,世界對光熱發(fā)電技術進入了長達16 年的停滯期,但07 年隨著美國Nevada Solar One電站的并網(wǎng),光熱發(fā)電打開了新的篇章。
美國對光熱發(fā)電技術率先破冰。Nevada Solar One 是美國在太陽能集熱電站建設經(jīng)歷了長達16年的停頓之后(即1991 年后),所建的最大的槽式發(fā)電電站。設計功率為64MW,最大可達到75MW。使用了18200 面槽式發(fā)光鏡把太陽的能量聚集到18240 個吸熱管中。Nevada Solar One在2007 年并網(wǎng)發(fā)電,可滿足一萬四千家用戶的用電需求,年減排CO2 相當于2 萬輛轎車的排放。
西班牙也不甘示弱,大規(guī)模進入光熱發(fā)電市場。位于西班牙Granada 省的Andasol 項目由三個同等規(guī)模的50MW 太陽能槽式集熱發(fā)電站組成。其中Andasol1 已經(jīng)在2009 年3 月實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,是歐洲的第一個商業(yè)化太陽能集熱電站,也是目前為止最大的。其主要特點是使用了雙塔式熔鹽(60%的硝酸鈉+40%的硝酸鉀)儲熱系統(tǒng)。儲熱塔高14 米,直徑36 米,內裝約28,500 噸的熔鹽,可保證電站在無日光狀態(tài)下全負荷持續(xù)運行7.5 小時,因此大大增加了電站的運行時間。
Andasol 1 提供的環(huán)境友好的電能,可以滿足大約20 萬人的用電需要。由于 Andasol 位于Guadix 高原之上,海拔近1100 米,且是沙漠氣候,因此年日照量可達2,200KWh/m2-year。
舉世矚目的 Desertec 計劃預示光熱發(fā)電時代即將到來。Desertec 是以德國為首的多個歐洲國家聯(lián)合參與的一個雄心勃勃的計劃。它的目標就是利用撒哈拉沙漠架設9000 平方公里的太陽能電板,來滿足全世界的電力要求。而這個面積與900 萬平方公里的撒哈拉沙漠相比,不過是滄海一粟。
Desertec 概念是由羅馬俱樂部的TREC 行動衍生的,希望通過開發(fā)沙漠的潛能,為世界各地供應可持續(xù)電力。2009 年10 月30 日,歐洲沙漠太陽能熱發(fā)電行動計劃合資公司“DesertecIndustrial Initiative(DII)在德國慕尼黑成立,計劃投資4000 億歐元,在撒哈拉沙漠建設世界最大的太陽能熱發(fā)電項目。
根據(jù)該計劃,這項工程到2050 年的時候,所產(chǎn)生的電能產(chǎn)量頂峰值將達到100GW,相當于100座大型火力發(fā)電廠的發(fā)電量,屆時將滿足歐洲地區(qū)15%的用電需求。從規(guī)模上當?shù)闷鹗兰o工程的稱號。另外,計劃還指出電能的輸送將采用高壓直流輸電技術,可以使電能在傳輸過程中的損耗降低至10%以下。整個送電工程會橫跨地中海,而主要的線路穿越直布羅陀海峽,由摩洛哥至西班牙、經(jīng)由巴利阿里群島,由阿爾及利亞至法國、突尼斯至意大利、利比亞至希臘、經(jīng)由塞浦路斯,由埃及至土耳其。