發布者:本網記者Jason Alice | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 9340查看 | 2013-11-19 13:47:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:德國SunOyster公司采用創新型的“雙軸槽式+CPV”熱電聯產技術,使太陽能的綜合利用效率達到75%以上,創造了最大限度地“榨取”太陽能量的記錄。
獨特的熱電聯產技術
SunOyster系統的獨特性在于,其采用雙軸跟蹤的槽式聚光技術,從而實現了最高效的太陽能量采集。即便是在陽光資源不好的冬季,也能穩定工作。之所以能夠實現槽式雙軸跟蹤,是基于其獨特的支架結構,其聚光系統被置于圓環形的輕質鐵軌上,從而實現了360度的環形運動。
圖:雙軸跟蹤的實現
在風沙來襲時,SunOyster可進入安全模式應對風沙侵襲。整個系統以輕量化取勝,甚至可以像光伏電池板一樣安裝于建筑屋頂。Oyster的英文原意為牡蠣,牡蠣是一種雙殼類軟體動物,其殼可自由開合,之所以將該系統取名為SunOyster,很可能是SunOyster從形態上與Oyster類似,特別是在應對風沙襲擊時可基本完全閉合以保護內置系統組件。
圖:聚光器處于安全模式的狀態
SunOyster的標準設計采用三面半拋物面槽式反射鏡,單面反射鏡為6平方米,總采光面積18平方米。反射鏡采用超薄鏡子,反射率更高;反射鏡背板采用多層聚合物與玻璃纖維擠壓成型的輕質材料,整體反射鏡系統的重量在6千克/平方米以下。成本效益也十分可觀。
圖:超薄反射鏡
SunOyster的核心部件為一種創新設計的混合接收器,這種接收器不同于傳統的真空集熱管。SunOyster提供了兩種不同的接收器設計,其中一種適用于CPV,管內內置了菲涅爾透鏡和CPV聚光電池芯片,通過兩步聚光(反射鏡首先聚光50倍將陽光反射至內置的菲涅爾透鏡上、菲涅爾透鏡再聚光20倍將陽光反射至CPV芯片上)可實現1000倍高倍聚光,在接收器內,CPV用來發電,芯片因高倍聚光產生的高溫通過背部流通的一種傳熱介質散熱,這種傳熱介質可以采用水或導熱油,水或導熱油被加熱后的溫度可達200攝氏度以上,從而輸出可利用的熱能。另外一種設計適用于晶硅光伏電池,管內內置晶硅電池板,電池板后的背板內通入傳熱介質水,可將水加熱至95攝氏度左右。目前SunOyster主推的為第一種高倍聚光設計。
圖:高倍聚光方案設計的接收器內部構造
基于該系統的高倍聚光原理,SunOyster可以在德國大部分太陽能輻照資源并不好的地區應用,據該公司提供的數據,在慕尼黑年DNI輻照1000KWh/平方米的條件下,單個SunOyster系統的電力產能可達5000KWh,同時輸出7500KWh熱能。在智利和南非等太陽輻照很好的地區,年電力產能可達15000KWh,熱能輸出22500KWh。
圖:SunOyster單個系統簡圖
SunOyster的工廠目前正在進行建設,建于中國山西的朔州。初期最低產能可達聚光器50萬平方米,預計將于2014年中期或晚期投運。SunOyster系統的批量出廠價格大概5000歐元,是同樣太陽能光伏電力輸出造價的大約2/3,單位KW價格約670歐元。
成本效益和市場空間
在慕尼黑的實際系統驗證結果表明,其發電成本約4.2歐分/千瓦時,熱能成本約2.1歐分/千瓦時,在太陽能資源好的地區可達發電成本1.4歐分/千瓦時,熱能0.7歐分/千瓦時。(假定測算情景為:單個系統的運費和安裝費用1000歐元,維護費用每五年500歐元,壽命期25年,不考慮融資成本)。
SunOyster熱電聯產系統適用于光伏發電可直接上網或消費、熱能可就地消納的市場。比如工廠,食品加工廠等,在這些廠房的屋頂安裝這種系統,可以同時滿足工廠的用電和用熱需求。另外,其熱能也可以用于燃煤電廠增容、采暖、空調等領域。總的來看,其市場空間要比單純的光伏發電系統更為廣闊,也更為實用。
布局中國市場
SunOyster最大的創新在于將聚光光伏的散熱問題有效解決,并將之有效利用起來產出更多可利用能量。這一獨特性也吸引了中國廠商的目光,據《寧夏日報》此前的報道,中煤集團山西金海洋能源有限公司已經與SunOyster達成了合作,雙方合資在中國成立了寧夏菘藍新能源有限公司,目前正在采用這一技術開展寧夏中衛60MW太陽能熱電一體化項目的前期工作,該項目產出的熱能分為兩路進行利用,一路供應中寧電廠2*330MW的燃煤機組增容,一路供附近工業園區生產生活的熱水消耗。一期項目建成后,年發電量可達3500萬度。僅向中寧電廠供熱一項,年可節約標煤14776噸,減排二氧化碳36882噸、二氧化硫175噸、氮氧化物110噸、粉塵14噸。據CSPPLAZA記者了解,目前該項目還在前期開發之中。
必須指出的是,目前該技術尚缺乏商業化項目的驗證,僅建設了小型的示范實驗系統,該技術的商業化前景到底如何,還有待觀察。作為一家成立于2011年的初創技術公司,SunOyster計劃在2014年中期將該項技術推向商業化應用。依托合資方中煤金海洋能源公司的資金實力,中國將成為SunOyster技術產業化的起點。