發布者:本網記者Crystal | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 8426查看 | 2013-07-06 18:27:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:7月4日,浙江中控太陽能技術有限公司副總工程師、研發中心主任徐能在太陽能熱發電論壇上分享了中控太陽能在建設德令哈50MW塔式光熱電站一期工程中所獲得的經驗。
中控太陽能由浙江大學、中控集團、杭州鍋爐集團、杭州汽輪動力集團共四家單位在技術、資本兩方面合作組建。其在青海德令哈建設的總裝機50兆瓦的中國首個商業化光熱示范電站項目即將并網發電。該項目后期40MW規劃配置2.5小時熔鹽儲熱。一期10兆瓦采用DSG技術,總投資額2.1億元,包括與50兆瓦裝機配套的公用設施建設。
徐能表示,從去年8月份開始到現在經過了多次系統測試,項目一期接近三萬套定日鏡的聚光精度均值小于2mrad,追日成效顯著。在西北環境較為惡劣的地區開發光熱電站面臨著大風,低溫等惡劣自然環境的影響。該項目去年冬天經歷過接近九級的大風,當時的實測風速達到16~17米/秒,去年冬天經受了零下30度低溫的考驗。
經過近一年來的實驗測試,項目團隊總結出了在中國西部開發大規模光熱電站應注意的一些問題。首當其沖的是環境,鹽堿地和沙塵大風對項目開發造成較大阻力;徐能稱,“由于受到沙塵天氣的影響,我們的定日鏡每天的反射率降幅可能要達到1%~2%,相對來看,加州的環境較好,風沙小,鏡面的反射率每天下降幅度約0.2%,對我們來說,鏡面清潔很重要,清潔度直接影響到你發電的收益,我們目前有一臺清洗車每天進行循環清洗。它可以實現自動定位,在我們鏡場進行自動清洗,清洗方式有兩種,一種是水洗,耗水量比較低,另外干洗及因為冬天沒法水洗,只能干洗“。另外還需注意的是低溫情況下的防凍設計。定日鏡的大規模安裝如何實現快速安裝,如何快速校正,需要自動化的系統。
徐能還指出,在西北建設光熱電站有一個很關鍵的因素是,電網跟東部地區會有差別,它不穩定,可能時不時會發生停電事故,停電以后怎么保證系統的安全,尤其是塔式,巨大的能量聚焦一個地方要可控,這是很關鍵的要考慮的一個因素。
塔式定日鏡方面,全球各個項目上應用的定日鏡的大小不一,有一百多平方的,也有兩三個平方的。中控采用小面積的定日鏡,主要是為了便于現場大規模地安裝調試,提高安裝的效率,降低安裝的成本。另外,我國西部風沙比較大,定日鏡的抗風設計是個難點,小面積定日鏡在抗風沙方面有優勢。制造安裝的難度比較小。
塔式鏡場設計方面,中控太陽能自主開發了一套軟件,可以根據不同的地形,不同的地理條件,不同的經緯度,根據不同的要求設計初步的鏡場,給出效率能量的分布圖。
這么大規模的定日鏡怎么聚焦?光靠制造、安裝這個理論上可行,但是成本太高,中控太陽能設計了一套數學模型,開發了一套系統,安裝好以后,可以把每套定日鏡的誤差計算出來。“有了這項技術以后,我們對場地的要求就可以大大降低,有一定的坡度,不需要很平,坡度不超過15%都可以適應,直接在場地上安裝。這一方面降低了對土地的要求,另外也降低了投資成本。” 徐能說道。
塔式熱量接收器的設計是一個難點,集熱面能量怎么均勻分布,這是一個很關鍵的技術,能量不均勻會過熱,能量過于均勻會溢出,效率會下降。怎么合理的進行能量分布,中控也有一套自主設計開發的模型軟件。
中控德令哈項目后期40MW將采用熔鹽作為工質。其在杭州已建有一個熔鹽實驗平臺,熔鹽用量八噸左右,其從去年上半年開始進行實驗,目前熔鹽上塔的流程還在做驗證,地面上的熔鹽融化,熔鹽儲熱程在杭州已經實驗完成。
發電系統的設計跟火電明顯的區別就是要頻繁起停,目前的10兆瓦的汽輪機是杭汽研發的。
另外一個對太陽能塔式發電很關鍵的影響因素是天氣,特別是云,云到來之前你要提前進行一些互補,這個對云的監測要求比較高。另外,熔鹽系統對云有更高要求,云擋住鏡場以后,怎么防止表面溫度過低,這些都需要對鏡場能量做一些調節,這就需要對云做一些預測。中控也開發了一套云監測系統軟件,預測云什么時候會擋住定日鏡,什么時候會離開。今年6月份的測試結果顯示有四十幾秒的誤差,目前還在逐步完善。
另外,定日鏡的數量龐大,有數十萬臺,怎么對它進行控制跟蹤,中控自主研發了一套控制系統,包括對定日鏡的自動跟蹤,自動校正,把定日鏡的七個誤差自動識別出來,只要點一個按紐,整套系統就會開始運行,這個校正跟正常運行可以同時進行,互不影響。每一個點代表著一套定日鏡,不同的顏色點代表定日鏡的不同狀態,有故障的話定日鏡對應的這一點馬上會顯示紅色,非常直觀。
另外,中控還開發了一套塔式太陽能熱發電的仿真系統,用于前期設計進行調試、參數的驗證,可以進行系統的優化。
此外,中控還開發了一套軟件,可以根據現場鏡場的設計,還有光資源的曲線,結合每天什么時候起機,什么時候關機,對發電量做一個準確的預算,更好地測算項目的經濟性。
在中國西部地區開發光熱電站,到底多大規模是最優的,技術上最優,經濟性最優?徐能表示,“業內普遍都認為越大越好,這本身沒錯,規模肯定要做大,但是做到多大規模,對每個地方都不一樣。比如青海如果做到跟美國一樣的規模,經濟性可能未必好。因為光照資源在青海好一點兒的兩千一二,美國加州可以達到2600,很多因素是不一樣的。中控認為對其來說,50兆瓦可能是相對最優的規模設計。”