張建城：多模式槽式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)
發(fā)布者：張建城 | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評論 | 15509查看 | 2012-07-06 18:22:00
槽式太陽能熱發(fā)技術(shù)可以有多種動力模式選擇，其原因在于槽式聚光裝置可提供100度至500度中高溫?zé)嵩矗蔀椴煌愋偷膭恿C(jī)提供熱源，可以實現(xiàn)熱儲能。目前主要有以下幾種：
一、槽式太陽能蒸汽朗肯循環(huán)熱發(fā)電技術(shù)
槽式太陽能蒸汽朗肯循環(huán)熱發(fā)電和燃煤熱發(fā)電技術(shù)除了熱源獲取方式和熱能存儲不同外，其余完全相同。槽式太陽能熱發(fā)電根據(jù)循環(huán)介質(zhì)可進(jìn)一步區(qū)分為：
1、槽式太陽能蒸汽朗肯循環(huán)熱發(fā)電技術(shù)
1）導(dǎo)熱油換熱、熔鹽儲熱技術(shù)
西班牙安達(dá)索太陽能熱發(fā)電站是歐洲首個槽式電站。安達(dá)索1號于2009年3月上網(wǎng)。 由于該電站地處高海拔（1100米）和半干旱地區(qū)，每年可獲得2200千瓦時/平方米的直接輻射值。該電站共計3個，每個規(guī)模為50兆瓦，共計150MW，具有7.5小時熔鹽儲能設(shè)施，總占地約200公頃，可為20多萬人提供電力 。該電站列入歐盟科技創(chuàng)新計劃給予資助，開創(chuàng)了歐洲建立商業(yè)太陽能熱發(fā)電站之先河。具有標(biāo)志性。
目前國際在建的槽式太陽能熱發(fā)電站幾乎全部采用該技術(shù)，這是目前唯一經(jīng)過實際考驗證明可以實現(xiàn)工業(yè)化發(fā)電的太陽能熱發(fā)電技術(shù)。
2）、熔鹽換熱儲熱發(fā)電技術(shù)
意大利阿基米德公司5兆瓦太陽能試驗熱電廠首次使用熔鹽作為傳熱流體在西西里島啟動。這是世界第一個采用太陽能和熔鹽循環(huán)與燃汽發(fā)電互補(bǔ)的發(fā)電廠。工質(zhì)溫度在400-550度。同時可以儲存多達(dá)數(shù)小時的太陽熱量。技術(shù)可行性已被ENEA公司證實。其弱點是為防止熔鹽凝固而造成整個系統(tǒng)癱瘓，必須與石化能源或其他能源互補(bǔ)。美國Halotechnics公司2009年接手美國桑迪亞實驗室技術(shù)成果，開發(fā)新型熔鹽，結(jié)晶點溫度65℃，氣化溫度500 ℃。計劃2011年完成中試，2012年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。預(yù)計該技術(shù)將對CSP技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。
二）槽式太陽能直接蒸汽DSG熱發(fā)電技術(shù)
1、直接蒸汽發(fā)電Direct Steam Generation（DSG)
該技術(shù)是通過太陽輻射和聚光直接產(chǎn)生蒸汽用于驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
DSG實驗已經(jīng)在PSA進(jìn)行多年，但始終沒有工業(yè)化。 2011年3月31日德國航空航天中心DLR和西班牙公用事業(yè)公司Endesa在位于西班牙南部的Carboneras開展了太陽能直接蒸汽發(fā)電和能量儲存試驗。這個設(shè)施的亮點是建立了一個有效的儲能新系統(tǒng)。參加試驗的企業(yè)有Flagsol GmbH，MAN-Ferrostaal，Senior Bergh?fer GmbH，SCHOTT Solar CSP GmbH， Milenio Solar S.A. and Ed. Züblin AG. 。
2011年12月世界第一座商業(yè)化5MW直接蒸汽（DSG）槽式太陽能熱發(fā)電站在泰國北碧府投入使用。德國航天航空中心（DLR）和德國Solarlite公司提供技術(shù)，由泰國太陽能公司（TSE）投資和經(jīng)營管理。該電站標(biāo)志著試驗多年的直接蒸汽發(fā)電即DSG技術(shù)正式進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，預(yù)示槽式太陽能熱發(fā)電將大幅度降低建造成本和發(fā)電成本。具有里程碑意義。
經(jīng)實驗研究證明，由于DSG裝置的集熱和發(fā)電配置比較簡單，DSG技術(shù)具有明顯優(yōu)勢：
建立一個50兆瓦的CSP廠，投資總費(fèi)用可減少15%左右，電力成本可降低10-13%。
由于DSG技術(shù)允許有更高的工作溫度，因此可提高熱轉(zhuǎn)換效率4%，同時降低流體循環(huán)熱損失。
由于不再使用帶有危險性的HTFs（導(dǎo)熱油），因此可降低環(huán)境風(fēng)險。
由于換熱可不依賴于HTFs和熱交換器，蒸汽直接蓄熱具有了商業(yè)可行性，進(jìn)而可進(jìn)一步擴(kuò)大PT存儲容量。
2、與化石能源互補(bǔ)熱發(fā)電技術(shù)模式
美國Xcel能源的首個10兆瓦太陽能與30兆瓦煤電混合電廠2010年在科羅拉多州正式運(yùn)營。該電站是美國能源部科技創(chuàng)新計劃的一部分，由阿本格美國公司承擔(dān)。旨在提高熱電效率，減少煤炭使用，降低二氧化碳排放量，開發(fā)新一代聚光器，測試太陽能熱發(fā)電與燃煤發(fā)電互補(bǔ)的商業(yè)可行性。該項目預(yù)計將減少電廠大約百分之二，三的煤炭使用量，規(guī)模擴(kuò)大后減少百分之十。（實驗裝置為8個“鳳凰槽”陣列）
3、熱儲能技術(shù)
實現(xiàn)熱儲能的關(guān)鍵在于儲熱媒介，已經(jīng)商業(yè)應(yīng)用的技術(shù)是熔鹽儲熱。西班牙安達(dá)索1號采用硝酸鉀和硝酸鈉的混合物，結(jié)晶點230度，氣化點680度。使用熔鹽28500噸，滿足7.5小時無日照運(yùn)行。一般的儲能罐采用兩個罐，其中一個為冷罐，一個為熱罐。最新技術(shù)采用單罐躍層存儲。
二、槽式太陽能中低溫有機(jī)朗肯（ORC）熱發(fā)電技術(shù)
美國可再生能源研究室NREL在2006年3月SR-550-39433報告中對2000年-2005年有關(guān)槽式太陽能有機(jī)朗肯（ORC）電力系統(tǒng)優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究作了總結(jié)，然而發(fā)展至今，槽式太陽能有機(jī)朗肯熱發(fā)電技術(shù)并沒有突破性進(jìn)展，其關(guān)鍵在于近幾年出現(xiàn)的各種槽式太陽能有機(jī)朗肯（ORC）熱發(fā)電裝置所采用的技術(shù)路線幾乎和地?zé)岚l(fā)電完全相同，其儲熱也只是簡單的接入，沒有將有機(jī)朗肯（ORC）熱發(fā)電技術(shù)適應(yīng)中低溫工況和槽式太陽能熱發(fā)電具有儲能的優(yōu)勢給予有機(jī)結(jié)合，因此槽式太陽能有機(jī)朗肯（ORC）熱發(fā)電還不能實現(xiàn)大規(guī)模裝機(jī)。
三、槽式太陽能中低溫斯特林 熱發(fā)電技術(shù)
近年來斯特林熱發(fā)電技術(shù)有了新的發(fā)展，以氦氣為熱膨脹工質(zhì)的新型中低溫斯特林發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)，改寫了斯特林技術(shù)只適用于高溫的歷史。線性斯特林發(fā)電機(jī)和雙缸、四缸機(jī)均可以在200-350度工況條件下工作，單機(jī)功率達(dá)1-30KW，效率達(dá)20-30%。廣泛應(yīng)用在家用燃?xì)鉅t、生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域。
實現(xiàn)槽式聚光和斯特林發(fā)電優(yōu)勢互補(bǔ)
槽式太陽能可以儲能，中低溫斯特林發(fā)電不消耗水。槽式聚光、儲能與斯特林發(fā)電一體化實現(xiàn)多能源互補(bǔ)，實現(xiàn)全天候發(fā)電，延長發(fā)電時數(shù)、降低槽式太陽能熱發(fā)電制造和發(fā)電成本，創(chuàng)造同化石能源競爭的有利條件，實現(xiàn)能源替代。
本文根據(jù)太陽能熱發(fā)電專家張建城的演講錄音整理。
相關(guān)閱讀
最新評論
1人參與
AlexDong
-----光熱發(fā)電所需逐日系統(tǒng)又因其技術(shù)含量高、精密度要求高，運(yùn)行穩(wěn)定性差，直接關(guān)系到整個電站的經(jīng)濟(jì)效益好壞，相當(dāng)于人的大腦、中樞神經(jīng)，可靠成熟的方案及配套產(chǎn)品，尤其重要。在這個領(lǐng)域，飛浩電氣技術(shù)（上海）有限公司（聯(lián)系人：董永坡 17301727095 021-59170886 qq316864537 郵箱：Alex@fihoo.com.cn），因其專業(yè)性強(qiáng)、經(jīng)驗豐富、國內(nèi)外均有其成熟案例，在業(yè)內(nèi)享有相當(dāng)聲譽(yù)。跟蹤系
2016-07-18 11:35:26
0
馬上參與
最新資訊
-
![]()
-
![]()
-
![]()
12小時前 11:43 -
![]()
14小時前 09:30 -
![]()
-
![]()
昨天 05-24 15:56 -
![]()
昨天 05-24 14:59 -
![]()
昨天 05-24 12:56 -
![]()
昨天 05-24 10:12 -
![]()
昨天 05-24 08:23 -
![]()
前天 05-23 14:55 -
![]()
前天 05-23 14:47 -
![]()
前天 05-23 13:45 -
![]()
前天 05-23 12:45 -
![]()
前天 05-23 12:02
