南非Khi塔式電站多項技術創新揭秘
發布者：本網記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6041查看 | 2013-09-14 15:07:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：南非Khi Solar One塔式光熱電站的建設開啟了南非的光熱發電規模化發展之門。
這是南非可再生能源獨立電力生產商計劃(REIPPP)首期兩大光熱電站項目中的一個，在南非北開普敦省的阿平頓的不毛之地上，Khi Solar One電站的主體工程之一已經拔地而起。8月底，該電站完成了集熱塔的建設工作。
這個50MW的塔式電站由Abengoa（51%）和南非工業發展公司IDC（29%）、Khi社區信托（20%）共同投資建設，Abengoa旗下的Abener公司和Teyma公司為該項目EPC商。
Abengoa此前分別于2007年和2009年在西班牙建成了PS10和PS20兩個塔式電站，Khi Solar One電站則屬于Abengoa開發的第三個商業化塔式電站，也是其開發的裝機容量最大的、技術水準最高的一座塔式電站。
Abengoa一內部人士表示，Khi Solar One電站是Abengoa在西班牙境外開發的首個塔式電站，該電站的規模更大，集熱塔更高，鏡場更大，并將有多項技術創新得以在其中應用。開發這樣一個電站對Abengoa來說面臨的最大挑戰是在不同于西班牙的運行環境下，找到完美的整體解決方案。Abengoa自2008年就已經開始著手這種光熱電站的設計研發。基于這種努力，我們可以預知這一電站建設的詳細流程，Khi Solar One最終的設計方案即基于此前的開發方案。
該電站最顯著的特征之一可能是，其依然采用水工質的技術方案，與業內公認的熔鹽傳熱儲熱的塔式技術發展趨勢相悖。阿本戈公司中國區副總經理盧智恒此前就此問題對CSPPLAZA記者表示，如果集熱器采用水工質，采用飽和水蒸氣儲熱的解決方案更為合理一些，采用熔鹽儲熱需要考慮水蒸氣與熔鹽的換熱效率和水蒸氣的溫度控制問題，實際操作起來較為麻煩。未來如果采用熔鹽作工質的話，也會考慮采用熔鹽傳熱儲熱的解決方案。
Khi Solar One總的鏡場面積將達576800平方米，Khi Solar One塔式電站設計有3個腔式吸熱器，對應三個分光場系統，總計采用4120套定日鏡系統，單套定日鏡采光面積140平方米。東邊的鏡場聚焦于一個腔式吸熱器，其上安裝有飽和蒸汽發生器。西部的鏡場聚焦于一個腔式吸熱器，其上安裝一個過熱器。控制系統可調節部分處于特殊位置的定日鏡系統使其根據需要聚焦于不同的吸熱器，以優化電力生產。Khi Solar One的儲熱采用飽和水蒸氣儲熱，與PS10和PS20類似，在數個儲熱罐中安裝19個蒸汽存儲器，可提供2~3個小時的夜間發電。
預計該電站的運行溫度可達530攝氏度，更高的運行溫度意味著更高的效率，與PS20相比，其系統循環效率提升約30%。據NREL的資料，PS10和PS20的集熱器出口溫度僅在250攝氏度~300攝氏度之間。
該電站將采用SPX公司供應的空冷系統，這使其在節水方面優勢明顯。這是世界上首個應用于太陽能熱發電站的大規模自然通風冷凝塔，與常用的采用巨型風機冷卻的方式不一，這種冷卻方式無需采用風機，大大降低了空冷對廠用電的消耗。其采用在空冷塔內部分布鰭形散熱葉片，利用空氣自然對流的方式冷卻。這種空冷技術屬于直接空冷的一種，其與間接空冷相比擁有較高的效率和較低的成本。
Abengoa表示，經概算表明，Khi Solar One采用的空冷技術將比水冷節約80%左右的耗水量。Khi Solar One項目年耗水量預計達20萬~30萬立方米，其中52%的耗水量將被用于鏡面清潔，47%用于電站運行，1%用于日常生活用水。
總體來看，在系統設計上，該電站的主要特征在于集熱塔采用創新型的三個腔式吸熱器的設計，配置飽和水蒸氣儲熱和新型空冷系統。
另外，在定日鏡的設計方面，其采用了一種創新型的反射鏡，擁有96%以上的超高反射率。該反射鏡采用的是Rioglass南非工廠生產的超薄微弧平面反射鏡，這種反射鏡的厚度僅2毫米，并采用微弧工藝，有效提高了反射率和聚光效果。
歐洲太陽能熱發電協會ESTELA主席Luis Crespo認為，Abengoa在南非開發的這座光熱電站是西班牙光熱發電開發商在本土市場趨冷的當下實施海外市場項目開發能力的最好證明。
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