發(fā)布者:本網記者Jason Alice | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網 | 1評論 | 11730查看 | 2013-11-19 13:47:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網報道:德國SunOyster公司采用創(chuàng)新型的“雙軸槽式+CPV”熱電聯(lián)產技術,使太陽能的綜合利用效率達到75%以上,創(chuàng)造了最大限度地“榨取”太陽能量的記錄。
獨特的熱電聯(lián)產技術
SunOyster系統(tǒng)的獨特性在于,其采用雙軸跟蹤的槽式聚光技術,從而實現(xiàn)了最高效的太陽能量采集。即便是在陽光資源不好的冬季,也能穩(wěn)定工作。之所以能夠實現(xiàn)槽式雙軸跟蹤,是基于其獨特的支架結構,其聚光系統(tǒng)被置于圓環(huán)形的輕質鐵軌上,從而實現(xiàn)了360度的環(huán)形運動。

圖:雙軸跟蹤的實現(xiàn)
在風沙來襲時,SunOyster可進入安全模式應對風沙侵襲。整個系統(tǒng)以輕量化取勝,甚至可以像光伏電池板一樣安裝于建筑屋頂。Oyster的英文原意為牡蠣,牡蠣是一種雙殼類軟體動物,其殼可自由開合,之所以將該系統(tǒng)取名為SunOyster,很可能是SunOyster從形態(tài)上與Oyster類似,特別是在應對風沙襲擊時可基本完全閉合以保護內置系統(tǒng)組件。

圖:聚光器處于安全模式的狀態(tài)
SunOyster的標準設計采用三面半拋物面槽式反射鏡,單面反射鏡為6平方米,總采光面積18平方米。反射鏡采用超薄鏡子,反射率更高;反射鏡背板采用多層聚合物與玻璃纖維擠壓成型的輕質材料,整體反射鏡系統(tǒng)的重量在6千克/平方米以下。成本效益也十分可觀。

圖:超薄反射鏡
SunOyster的核心部件為一種創(chuàng)新設計的混合接收器,這種接收器不同于傳統(tǒng)的真空集熱管。SunOyster提供了兩種不同的接收器設計,其中一種適用于CPV,管內內置了菲涅爾透鏡和CPV聚光電池芯片,通過兩步聚光(反射鏡首先聚光50倍將陽光反射至內置的菲涅爾透鏡上、菲涅爾透鏡再聚光20倍將陽光反射至CPV芯片上)可實現(xiàn)1000倍高倍聚光,在接收器內,CPV用來發(fā)電,芯片因高倍聚光產生的高溫通過背部流通的一種傳熱介質散熱,這種傳熱介質可以采用水或導熱油,水或導熱油被加熱后的溫度可達200攝氏度以上,從而輸出可利用的熱能。另外一種設計適用于晶硅光伏電池,管內內置晶硅電池板,電池板后的背板內通入傳熱介質水,可將水加熱至95攝氏度左右。目前SunOyster主推的為第一種高倍聚光設計。

圖:高倍聚光方案設計的接收器內部構造
基于該系統(tǒng)的高倍聚光原理,SunOyster可以在德國大部分太陽能輻照資源并不好的地區(qū)應用,據該公司提供的數據,在慕尼黑年DNI輻照1000KWh/平方米的條件下,單個SunOyster系統(tǒng)的電力產能可達5000KWh,同時輸出7500KWh熱能。在智利和南非等太陽輻照很好的地區(qū),年電力產能可達15000KWh,熱能輸出22500KWh。

圖:SunOyster單個系統(tǒng)簡圖
SunOyster的工廠目前正在進行建設,建于中國山西的朔州。初期最低產能可達聚光器50萬平方米,預計將于2014年中期或晚期投運。SunOyster系統(tǒng)的批量出廠價格大概5000歐元,是同樣太陽能光伏電力輸出造價的大約2/3,單位KW價格約670歐元。
成本效益和市場空間
在慕尼黑的實際系統(tǒng)驗證結果表明,其發(fā)電成本約4.2歐分/千瓦時,熱能成本約2.1歐分/千瓦時,在太陽能資源好的地區(qū)可達發(fā)電成本1.4歐分/千瓦時,熱能0.7歐分/千瓦時。(假定測算情景為:單個系統(tǒng)的運費和安裝費用1000歐元,維護費用每五年500歐元,壽命期25年,不考慮融資成本)。
SunOyster熱電聯(lián)產系統(tǒng)適用于光伏發(fā)電可直接上網或消費、熱能可就地消納的市場。比如工廠,食品加工廠等,在這些廠房的屋頂安裝這種系統(tǒng),可以同時滿足工廠的用電和用熱需求。另外,其熱能也可以用于燃煤電廠增容、采暖、空調等領域??偟膩砜?,其市場空間要比單純的光伏發(fā)電系統(tǒng)更為廣闊,也更為實用。
布局中國市場
SunOyster最大的創(chuàng)新在于將聚光光伏的散熱問題有效解決,并將之有效利用起來產出更多可利用能量。這一獨特性也吸引了中國廠商的目光,據《寧夏日報》此前的報道,中煤集團山西金海洋能源有限公司已經與SunOyster達成了合作,雙方合資在中國成立了寧夏菘藍新能源有限公司,目前正在采用這一技術開展寧夏中衛(wèi)60MW太陽能熱電一體化項目的前期工作,該項目產出的熱能分為兩路進行利用,一路供應中寧電廠2*330MW的燃煤機組增容,一路供附近工業(yè)園區(qū)生產生活的熱水消耗。一期項目建成后,年發(fā)電量可達3500萬度。僅向中寧電廠供熱一項,年可節(jié)約標煤14776噸,減排二氧化碳36882噸、二氧化硫175噸、氮氧化物110噸、粉塵14噸。據CSPPLAZA記者了解,目前該項目還在前期開發(fā)之中。
必須指出的是,目前該技術尚缺乏商業(yè)化項目的驗證,僅建設了小型的示范實驗系統(tǒng),該技術的商業(yè)化前景到底如何,還有待觀察。作為一家成立于2011年的初創(chuàng)技術公司,SunOyster計劃在2014年中期將該項技術推向商業(yè)化應用。依托合資方中煤金海洋能源公司的資金實力,中國將成為SunOyster技術產業(yè)化的起點。