光熱電站的最佳裝機規(guī)模設計
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 6390查看 | 2013-08-10 14:20:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：光熱發(fā)電站的最佳裝機規(guī)模應設定為多少？這不僅僅是技術層面的問題，同時也是經(jīng)濟層面需要斟酌的問題。
裝機容量的設計對光熱發(fā)電至關重要，光熱發(fā)電不同于光伏發(fā)電，隨意鋪設一塊電池板就可以發(fā)電，光熱發(fā)電是一個系統(tǒng)工程，各種組件和裝備組合到一起才能形成一個完整的可以發(fā)電的系統(tǒng)。
傳統(tǒng)觀點認為，光熱發(fā)電的優(yōu)勢之一即規(guī)模化，其裝機規(guī)模越大越好，這樣可以盡可能地實現(xiàn)其規(guī)模經(jīng)濟效益。規(guī)模經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在大批量采購相關組件帶來的采購成本削減和整體電站效率提升兩個方面，這將可以降低光熱發(fā)電的LCOE。
此外，大規(guī)模光熱電站可以采用更多可節(jié)約成本的技術，如空冷塔技術。這種空冷技術對裝機規(guī)模越大的電站經(jīng)濟性表現(xiàn)越顯著，對裝機規(guī)模較小的電站則不具備經(jīng)濟可行性。（參見相關閱讀）
但是，裝機規(guī)模也絕非越大越好，裝機規(guī)模增加也將帶來一些技術上的難題。
對于塔式光熱電站，裝機規(guī)模越大，定日鏡到塔式熱量接收器的距離將隨之增加，聚焦難度增大，由于空氣中的灰塵等因素影響，將導致更多的光衍射損失。對于槽式電站，更大的光場系統(tǒng)意味著傳熱介質的流動距離更長，也將衍生更多的熱量損失。這些技術上難以避免的問題限制了光熱電站的裝機規(guī)模擴大。
另外，更大規(guī)模裝機的光熱電站將帶來更大的投資風險，如若電站建設或運營出現(xiàn)問題，對投資方帶來的損失巨大。
目前，大規(guī)模光熱電站大多數(shù)采用多個單機電站組成，如在建的全球最大的Ivanpah塔式電站裝機392MW，其實際上分別由3個塔式電站構成，裝機分別為126MW、133MW、133MW，最大的單塔裝機為133MW。在建的全球最大的Solana槽式電站裝機280MW，分別驅動兩個各140MW裝機的汽輪機。
當然，裝機過小的缺點更多，如由于蒸汽輪機的容量限制，較大功率的蒸汽輪機的均化成本更低，如對于5MW以下的蒸汽輪機，均化成本不但高漲，且少有廠商生產(chǎn)。無論是從LCOE還是技術等角度考慮，對光熱電站來說，裝機過小都非好的選擇，也絕非光熱發(fā)電的應用發(fā)展方向。
但對于四大光熱發(fā)電技術路線的碟式光熱電站，由于其技術原理與其它光熱發(fā)電的技術原理有本質上的不同，本文的分析不包括碟式光熱發(fā)電技術。
表：裝機規(guī)模對一個槽式電站的成本影響
上表顯示，一個裝機200MW的光熱電站，相對于一個裝機50MW的光熱電站，其均化成本可降低將近25%，成本下降效益顯著。
最理想的光熱電站的裝機規(guī)模大小需要在擴大規(guī)模的最大收益點和缺點最小化之間找到平衡點。DOE對55MW和275MW兩種電站進行的成本仿真分析對比結果顯示，槽式電站最合適的裝機規(guī)模為220MW，相對110MW的參照槽式電站模型來看，其LCOE可下降6%~8%；而塔式電站最合適的裝機規(guī)模為250MW，相對于100MW的塔式電站參照模型來看，其LCOE可下降20%。這是一個臨界點，如果繼續(xù)增加裝機規(guī)模，其LCOE不降反升。
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