CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道:隨著中國光熱發(fā)電市場的正式揭幕,這個在中國蟄伏多年的行業(yè)正迎來難得的發(fā)展機遇。但從技術角度來看,如何篩選出適合中國實際開發(fā)環(huán)境的光熱技術路線,還需要經(jīng)過首批或者更多示范項目來驗證。
從技術角度來看,光熱發(fā)電主要分為槽式、塔式、碟式和菲涅爾式四種基本技術路線,其中槽式和菲涅爾都屬于線式聚焦系統(tǒng),采用單軸跟蹤;而塔式和斯特林碟式則為點式聚焦系統(tǒng),采用雙軸跟蹤,鏡子的控制系統(tǒng)相對更加復雜,但聚光比相對前兩種技術路線較高,系統(tǒng)工作溫度也相對更高。
從目前全球光熱裝機來看,四種技術路線以槽式技術所占裝機比例最大,塔式技術則表現(xiàn)出了強勁的發(fā)展?jié)摿Γ壳霸谝?guī)劃和建設的光熱電站項目選用塔式技術的比例已超出了槽式技術,而菲涅爾和碟式技術所占的份額相對較少。
下文分別列出了四種光熱發(fā)電技術路線的工作原理及相關介紹視頻,以饗讀者。
1、塔式光熱電站
塔式光熱電站的聚光系統(tǒng)由數(shù)以千計帶有雙軸太陽追蹤系統(tǒng)的平面鏡(稱為定日鏡)和一座(或數(shù)座)中央集熱塔構成。其主要優(yōu)勢在于工作溫度較高(可達800~1000℃),年度發(fā)電效率可以達到17%~20%。塔式電站可以使用水、氣體或熔鹽作為導熱介質,以驅動后端的汽輪發(fā)電機(若采用熔鹽作為導熱介質,則需加裝熱交換器,但儲能能力較好)。下列視頻展示了塔式熔鹽光熱電站的工作原理。
下為利用自主知識產(chǎn)權技術建設完成中國首個10MW級塔式光熱電站并完成熔鹽系統(tǒng)改造的浙江中控太陽能技術有限公司發(fā)布的介紹視頻。
2、槽式光熱電站
槽式光熱發(fā)電技術可以說是現(xiàn)有光熱發(fā)電技術路線當中技術成熟度和商業(yè)化驗證程度最高的,該技術使用拋物面長槽型的聚光器和集熱管;工作介質一般在400°C;采用合成油、熔鹽等作為工作介質的雙回路系統(tǒng)技術已經(jīng)非常成熟;更具創(chuàng)新性的熔鹽槽式系統(tǒng)則實現(xiàn)傳熱與蓄熱工質合二為一,目前仍處于示范驗證階段。值得一提的是,目前由甘肅光熱發(fā)電有限公司開發(fā)的全球最大的商業(yè)化熔鹽槽式光熱電站——金釩能源阿克塞50MW槽式熔鹽光熱示范項目正在如火如荼的建設之中。
下面這個視頻以動畫+實物的形式介紹了槽式光熱電站的工作原理。
而如下視頻則是中國對光熱發(fā)電行業(yè)支持力度最大的電力央企中廣核集團針對其目前正在青海德令哈開發(fā)的50MW槽式光熱發(fā)電項目制作的動畫版宣傳片,針對該公司目前正在開發(fā)的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)的組成結構、工作原理、技術細節(jié)等基本情況進行了介紹。
菲涅爾光熱發(fā)電技術結構簡單、傳動機構簡單且易于操作、集熱器可以采用廉價鋼管,不需要造價高昂的支架,也不需要槽式反射鏡那樣的面型精度,建設成本相對較低;其主要劣勢是因為聚光比較低而無法達到更高的運行溫度,以實現(xiàn)更高的系統(tǒng)發(fā)電效率,并為配置儲熱系統(tǒng)提供可行性。
目前全球有包括中國蘭州大成科技股份有限公司和北京兆陽光熱技術有限公司在內(nèi)的多家企業(yè)都在堅持對菲涅爾光熱發(fā)電技術進行創(chuàng)新性研究,并堅信這種技術擁有很好的發(fā)展前景。下面這個動畫視頻以法國CNIM公司的菲涅爾技術為例介紹了菲涅爾光熱發(fā)電技術的原理,并對菲涅爾集熱器如何在項目現(xiàn)場組裝、菲涅爾光熱電站的光場如何進行模塊化安裝等進行了動畫演示。
4、碟式光熱電站
碟式光熱發(fā)電技術是四種光熱發(fā)電技術中熱電轉換效率最高的,其集熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)完全組成了一個單獨的小型發(fā)電單元,不需要像其他光熱發(fā)電技術一樣分別建造光場系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng),因此可以實現(xiàn)模塊化的設計和生產(chǎn),且具有離網(wǎng)型分布式發(fā)電的優(yōu)勢。下列視頻展示了該技術的發(fā)電原理及特點。
雖然聚光比極高,但碟式光熱發(fā)電技術又有較大的缺陷:它很難配置其他CSP技術路線類似的儲熱系統(tǒng),從而實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。不過,西班牙塞爾維亞某創(chuàng)新性光熱發(fā)電公司對碟式光熱發(fā)電技術進行了創(chuàng)新性研發(fā),設計了一種集熱器下置的新型碟式光熱發(fā)電系統(tǒng),并采用熔鹽直接傳熱儲熱技術,實現(xiàn)了可儲熱的碟式光熱發(fā)電技術的新應用,下列視頻介紹了該種技術的工作原理:
