1、新的高次曲面比傳統幾何鏡面(球面或拋物面等)的聚光倍數提高幾倍甚至十幾倍。即使在入射角變化的情況下，也能夠有效地消除太陽光斑的象差，從而使聚光的倍數大大增加，并第一次實現了聚光與跟蹤同時進行的設計模式。
2、用更簡單、更可靠的方法實現目前國外難以做到的固定目標下的跟蹤。跟蹤太陽運動的部分只限于聚光鏡，而聚光目標不必同聚光鏡一同運動，因而整個系統的機械大大簡化、重量大大減少，這是新型太陽能發電系統的成本能夠大幅度下降的一個重要原因。
3、各種變型的設計可用于不同的工作環境和工作要求，操作系統大大簡化。新的聚光跟蹤理論可應用于地球上任何一點、任何位置、任何朝向的定日鏡，因此可以使用單個集成線路代替復雜的計算機控制系統。
基礎理論的突破往往帶來重大的技術革新。新的聚光跟蹤理論為太陽能的高效經濟利用開辟了一條全新的途徑。各種更廉價、更高效的太陽能聚光接收器正在被陸續開發出來，從幾個太陽聚光的新型光伏發電系統(見圖4)、幾十個太陽聚光的新型太陽灶(見圖5)、幾百個太陽聚光的高集中度的光伏發電系統(見圖6)、再到成千上萬個太陽聚光的高溫太陽爐(見圖7)，理論突破的巨大威力已經得到實踐的成功檢驗。
二、新型分立式太陽能熱發電技術有什么特點?
新的聚光跟蹤理論應用于太陽能熱發電技術，則為結合塔式和槽式的優點、消除兩者的缺陷提供了實現手段。按照新的聚光跟蹤理論而設計的新型分立式太陽能熱發電系統的示意圖(見圖8)，其中聚光反射鏡采用特殊的高次曲面來取代傳統的平面、球面、拋物面、雙曲面，聚光反射鏡的跟蹤采用自旋-仰角的控制方法，新型分立式太陽能熱發電技術具有塔式或槽式難以兼顧的3大優點：(1)聚焦光斑小而且均勻，光熱轉換效率可以達到80%(高于槽式)，聚焦溫度高達500～1000度如塔式；(2)被聚焦的目標可以固定不動如塔式，使得系統機械大大簡化并且散熱損失小；各反射鏡的轉動速率和方向完全一致如槽式，因此控制系統極為簡單且安裝調試非常方便；(3)反射鏡可以做成3米×3米或5米×5米的單體，抗風性能大大增強。
建立在新的聚光跟蹤理論基礎上的這一新型分立式太陽能熱發電技術路線已經得到國際學術界和工程界的高度評價。2004年在國外從事塔式、槽式技術的5位世界著名太陽能熱發電技術專家，包括以色列特拉維夫大學(AVIV)流體力學和熱傳導系系主任Kribus博士、以色列Weizmann研究所環境科學和能源研究室主任J. Karni博士、德國空間研究中心(DLR)熱力學技術研究所研究員R. Buck博士和A. Pfahl博士以及英國劍橋大學工程系教授T.P. Bligh博士聯合陳應天博士在《Solar Energy Engineering》上發表了他們對這一新型定日鏡技術的肯定，并通過大量的計算證明采用新的自旋-仰角跟蹤方法會比傳統的方位角-仰角跟蹤方法的聚光效率提高10%-30%。
三、新型分立式太陽能熱發電技術和塔式、槽式、碟式系統的技術經濟性比較
塔式、槽式、碟式和新型分立式四種太陽能熱發電系統的技術經濟性能(包括工作溫度、太陽聚光倍數、光熱轉換效率、熱發電投資成本)對比見表1所示。
由表1可見，新型分立式太陽能熱發電技術比塔式、槽式、碟式太陽能熱發電技術具有更優的性價比。如果建設一個50MW規模的單獨使用太陽能的熱發電電站，采用新型分立式太陽能熱發電技術的電站投資成本可以做到2.5萬元/kW，這僅僅是國外目前塔式系統投資成本的52%、槽式系統的57%和碟式系統的39%；如果擴大到100MW的規模，新型分立式太陽能熱發電技術的投資成本將可以進一步降至2萬元/kW以下，熱發電成本預期為0.5元/度。太陽能熱發電技術的最關鍵設備——新型分立式太陽能聚光接收器，不僅使我國完全擁有自主知識產權，而且可以做到比國外現行的塔式、槽式、碟式太陽能接收器更為高效和經濟。
目前，采用新型分立式太陽能熱發電技術的小型試驗電站正在設計研制之中，其反射鏡的特殊高次曲面已在前面圖5～圖7中展示的新型太陽灶(60個太陽聚光)、高倍聚光光伏發電系統(300個太陽聚光)和新型太陽爐(1萬個太陽聚光)三個應用上顯示出了其高效率、低成本的威力。目前應用于太陽能熱發電的技術關鍵是要保證這種特殊曲面在一次成型和大批量制造時的精度，以使高次曲面更加逼近。
諸多行業的發展事實已經證明，關鍵技術是買不來的，能買到的或能買來時已不是關鍵技術。鑒于技術本身的成熟度、在我國的適用性以及關鍵技術自主知識產權的缺失等問題，塔式系統、槽式系統是否值得巨資買進來、在我國開展大規模示范還需冷靜而深入地仔細研究；建立在新的聚光跟蹤理論突破基礎之上的、更為經濟高效且具有完全自主知識產權的新型分立式太陽能熱發電技術，則為我國太陽能熱發電產業實現真正自主創新和關鍵技術的跨越式發展提供了一個寶貴機遇。 上一頁 [1] [2] [3] [4]
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