中國國際貿易促進委員會電力行業委員會(簡稱“電力貿促會”)出版了《面向碳達峰碳中和目標的電力關鍵技術匯編》,其中《熔鹽線性菲涅耳式光熱發電技術》和《塔式光熱發電技術——魯能海西州50兆瓦塔式光熱發電項目》兩個太陽能熱發電技術案例入選。
案例:熔鹽線性菲涅耳式光熱發電技術
線性菲涅耳式光熱發電技術是槽式光熱發電技術的一種簡化,采用一維跟蹤系統,控制系統較為簡單,但聚光集熱效率較低,線性菲涅耳式光熱發電技術平面鏡的制造相對于拋物面鏡更為簡單,風載也更小,因此線性菲涅耳聚光器較槽式聚光器的成本更低。
該技術采用長條形一級平面反射鏡代替槽式拋物面鏡,由二級反射鏡和集熱管組合為線性菲涅耳太陽能接收器。線性菲涅耳式光熱發電技術一般采用水工質作為傳熱介質,難以配置儲熱系統。
近期國內外相關公司研發了采用熔鹽作為傳熱介質的線性菲涅耳式光熱發電技術,該技術吸熱介質與儲熱介質均采用熔鹽,系統相對簡單。
熔鹽線性菲涅耳式光熱發電技術原理如下圖所示,通過跟蹤太陽運動,一級反射鏡將太陽光聚集到固定二級反射鏡和集熱管上,二級反射鏡同樣將太陽光反射到集熱管上。加熱集熱管中的熔鹽,進入熱熔鹽罐:利用熱熔鹽泵,將熱熔鹽泵入蒸汽發生系統,產生過熱蒸汽,推動汽輪機做功發電:換熱后的熔鹽回到冷熔鹽罐。通過冷鹽泵將熔鹽泵入鏡場重新吸熱。
應用案例:如蘭州大成敦煌50兆瓦熔鹽菲涅耳式光熱發電項目。該項目極大改進了線性菲涅爾式光熱技術的集熱性能,通過降低熱損失將集熱管出口熔鹽溫度提高到550攝氏度;一旦遇到夜間、寒冷天氣或沒有陽光的情況,集熱管內熔鹽可快速返回熔鹽儲罐,確保不在集熱管內凝結。
案例2:塔式光熱發電技術——魯能海西州50兆瓦塔式光熱發電項目
該項目采用塔式熔鹽太陽能熱發電技術,構建聚光集熱系統、儲熱和蒸汽發生系統、高溫高壓再熱純凝汽輪發電機系統。
2019年9月,魯能海西州多能互補集成優化示范工程中50兆瓦塔式光熱發電項目一次并網成功。