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熔盐塔式光热发电 光伏发电技术发展

放大字体  缩小字体 光伏产业网讯 发布日期:2018-08-10  来源:新能源商务网  浏览次数:293
核心提示:CSP目前主流的几种技术路线都是按照太阳能采集方式来划分的,主要有塔式、槽式、菲涅尔式和碟式等四类。目前全球范围内已建成或在建的项目,以槽式为最多。
   太阳能光热发电(Concentrated Solar Power,简“CSP”)是一种太阳能聚光热发电技术,依靠各种聚光镜面将太阳的直接辐射(DNI)聚集,通过加热导热介质,再经过热交换产生高温蒸汽,推动汽轮机发电。CSP目前主流的几种技术路线都是按照太阳能采集方式来划分的,主要有塔式、槽式、菲涅尔式和碟式等四类。目前全球范围内已建成或在建的项目,以槽式为最多。与其他类型的光热发点相比,塔式电站聚光倍数更高,达到的工作温度较高,在阵列中如果定日镜数目越多,聚光比就越大,接收器的集热温度也就越高。但由于该发电系统关键技术尚未成熟,代价高昂,在一定程度上限制了它的推广应用,还处于科技研发和示范工程阶段。
  
  “光热的前途是光明的,道路是曲折的,对光热发电技术我们充满信心。”北京首航艾启威节能技术股份有限公司(简称“首航节能”)副董事长黄文博在 “中国光热发电产业回顾与展望领导者峰会暨CSPPLAZA2018新年汇”上说,光热是一个技术密集型、资金密集型、人才密集型的产业,它涉及到多个专业、多个学科、多个领域、多个系统之间的协调与配合。各个环节之间必须协调好、配合好,尤其是企业内部与企业之间的合作项目,涉及到的环节很多,无论哪个环节出问题都会导致整体项目达不到预期目标。
  熔盐塔式光热发电 光伏发电技术发展
  01
  
  光热系统研究取得重大成果
  
  太阳能热发电站使用太阳能来产生电力,是一种非常有前景的发电方式,其最具竞争力的优点就是易于和储热系统结合在一起,通过储热系统,电站发电可以摆脱太阳光不稳定带来的影响,使电站所发的电更加满足电网需求。中国科学院电工研究所研究员王志峰表示,如今的光热发电产业技术风险主要集中在系统集成方面,当前我国光热产业链中集成技术方面并没有完整跑完全程,欠缺此项能力。
  
  作为集成技术的供应商,首航节能自2010年起,就依托企业技术中心和博士后科研工作站,组建国际化光热研发、设计、制造及工程管理团队,不断致力于光热发电系统的研究与开发。6年来,首航节能针对聚光系统、吸热器系统、储热系统、换热系统和光热电一体化控制系统进行了系统的研究和开发,分别建设塔式、槽式、碟式光热发电“小试”“中试”试验系统。经多年实验与测试,首航节能收集了大量实测数据,编制光热电站设计、制造、施工相关企业标准和规范,光热技术研究取得重大成果。
  
  首航节能依托扎实的研究与开发成果,投资建设1万千瓦塔式熔盐光热发电项目,已于2016年底成功一次并网发电。敦煌10万千瓦光热项目也获批为国家光热电站示范项目。首航节能采用世界上最先进的流水线,高精度、全自动化定日镜组装、检验一体化生产线。对于核心部件——传动装置,为确保其交货期和控制精度,首航节能采用高精度机器人转动关节,并要求采用大量的高精度加工中心进行生产。对于一个百万平米的镜场,该公司可在核心岛建设周期内完成安装,保证项目进度。
  
  “在定日镜系统中,要做到把镜子的效率发挥到极致。首航节能的传动装置效率能达到80%,它保证了整个系统的高精度与低耗能。”黄文博介绍说,我们镜子比较大,柱高就有六米,一个个镜子组成的镜场,在夜幕降临时仿佛在沙漠中看到了碧波荡漾。
  
  02
  
  凭借技术优势打造光热核心
  
  目前,大部分光热电站使用熔盐吸热储热系统,在阳光充足的时候熔盐获得热量温度升高,储存在高温熔盐罐中;当阳光不足的时候,高温熔盐罐中的熔盐提供能量,使电站持续稳定的发电,熔盐温度变低,流入低温熔盐罐中。在储热系统中,熔盐罐是关键设备之一。
  
  高温熔盐具有良好的导热和流动特性,而且该流体具有较高的比热容和密度,因此工业界应用该物质作为传热介质和储存热量。而塔式熔盐技术就是利用这些特点把不稳定的太阳能储存成热能。据了解,首航节能国内团队已经掌握了塔式熔盐光热电站的聚光、吸热、储热和换热的完整技术,并能够独立进行设计和制造。
  
  “关于熔盐储热设施,我们专门有一个熔盐试验台,针对熔盐罐做了很多实验。从设计开始,就首先考虑到如何隔热、耐腐蚀与保障安全;熔盐罐设计出之后,还要加入一个保障热量均匀的系统,并做出包括熔盐罐内的流体分析、高温状态下熔盐罐的应力分析等相关数据。”黄文博表示,熔盐罐制造时最容易出问题是焊道,为保证整个熔盐罐的制作与加工过程安全可靠,首航节能采用完全自动化、机械化的生产车间,只要保证程序和机器人不出错,整体的焊接工艺也会是稳定的。
  
  首航节能与宝钢经过几年的探索,研发出了牌号为SHBG—2的材料。该材料具有非常好的抗熔盐腐蚀、耐受高温热疲劳的特性。该材料已批量生产,应用在首航节能敦煌1万千瓦熔盐塔式项目上,整个吸热器的设计完全实现了自主。
  
  “首航节能为研究吸热器里的流体专门开发了一个软件,可以准确分析出有关焦点和流体里面的热量流动等相关数据,这个软件将聚光系统和吸热系统耦合分析,可以测算出吸热器每分钟效率到底有多少,方便时刻监控光热电站整体效率。”黄文博介绍说。
  
  作为国内自有技术代表的首航节能,依赖其自身对光热电站集成技术的长期研究和示范,积累了丰富经验,由此具有了自我完成项目的能力,其对光热产业的探索也将为我国光热产业的后续发展提供宝贵经验。
 
 
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