太阳能以其储量无限、开发使用卫生等特性备受重视，但太阳能发电也有本钱高、功率低和依靠光照条件等问题。如何处理太阳能的高效搜集、转化和能量贮存问题，并和其他发电方法组成互补的归纳发电体系，是太阳能热发电使用展开中亟须处理的严重科学问题。
在国家自然科学基金重点项目、严重研讨方案项目和国家杰出青年科学基金项目赞助下，中科院工程热物理研讨所研讨员金红光团队对太阳能互补发电进行了体系研讨，该团队研制的太阳能热化学互补发电体系当前已成功发电，并引领世界中低温太阳能与化石燃料互补发电的新方向。
“互补”的优势
“单纯太阳能发电对光照条件恳求较高，太阳能和传统化石燃料发电互补的思路是对传统发电设备进行改造，让它在有太阳时用太阳能，阴雨天或夜晚用传统燃料发电。”金红光对《中国科学报》记者说，“这两者所用的发电设备一样，改造起来难度并不大，费用也不是问题。”
当前，太阳能与化石动力互补发电首要分为两大类：一是太阳能与热力循环的热互补，即一般咱们说的太阳能热发电；二是太阳能与化石燃料的热化学互补，即太阳能热化学发电。
太阳能与热力循环的热互补是依据异样聚光方法，将异样集热温度的太阳热以热量传递的方法写入热力循环。太阳能与化石燃料的热化学互补是将太阳热与化石燃料重整、裂解等异样燃料转化反响进程连系，使太阳能转化为燃料化学能，再同热力循环集成一起完成热功变换。
“当前制约太阳能热发电展开的首要技能妨碍是聚光本钱较高，在不稳定太阳辐照下的体系光学功率和热功变换功率低，因此太阳能发电规划难以完成打破。与前者比较，热化学互补发电的聚光恳求低，功率可进步一倍，因此远景更诱人。”金红光说。
互补发电新方向
世界上，高温太阳能与化石燃料热化学互补发电体系仅有20年左右的研讨进程，首要着眼于摄氏900度至1200度左右的高温太阳热化学与天然气互补的转化和使用。研讨也多会集在二次聚光的高温聚光镜、太阳能热化学反响器等部件功能的进步和关联催化剂的研制。一方面将太阳能转化为高密度燃料化学能；另一方面化石燃料可以从高碳组分变为低碳的太阳能二次燃料。这样，不只可以远距离输运和长时存储太阳能，并且化石燃料转化二次燃料的焚烧只发生较少的污染物。
2003年，德国启动了国家动力方案，展开太阳能重整甲烷—燃气蒸汽复合热发电体系演示项目研讨工作。德国宇航实验室（DLR）与以色列Weizmann研讨所一起展开了300千瓦太阳能甲烷重整集热反响器的研讨。瑞士在国家ETH方案和PSI研讨中心赞助下，展开更具广泛性的太阳能—天然气与氧化锌重整的动力环境体系研讨。但这种高温太阳能热化学互补发电依靠于高聚光比（近千倍聚光）和不稳定的太阳能能流密度，难以低本钱大规划使用。
2000年以来，在国家自然科学基金赞助下，金红光团队对太阳能热发电体系中能的梯级使用问题，光辐照、集热、热力循环三者间能的档次和彼此使用机制，太阳能和其他动力互补的体系集成等问题进行了研讨，阐明晰太阳能与化石动力互补的归纳使用原理，提出以中低温太阳能驱动代替燃料的吸热反响，将其转化为高档次的太阳能燃料，进而经过焚烧和热力循环完成太阳热和代替燃料的梯级使用。
该研讨不只改变了化石燃料直接焚烧的做法，还改造了太阳能简略光热发电的方法。关联论文宣布后，取得世界学术会议最佳论文奖。ASME Solar Energy杂志前主编、瑞士苏黎世工学院教授Aldo Steinfeld评估说：“该研讨原创性地建立了评估太阳能中低温使用进程的理论结构，精辟地使用了热力学。”
“世界上关联的研讨首要会集在高温太阳能热化学互补发电范畴，就中低温太阳能热化学发电方面，咱们的研讨是原创的，是一个新方向。”金红光说。
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