發布者:CSPPLAZA | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6251查看 | 2014-08-30 16:06:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:在8月23日~24日在北京召開的中國光熱發電投融資峰會暨CSPPLAZA年會2014上,全球領先的碟式斯特林技術公司Cleanergy大中華區項目開發總監李強波發表了題為《碟式斯特林光熱發電技術的成本下降潛力分析》的主旨演講。本網記者根據其演講內容摘錄如下:
Cleanergy的碟式斯特林技術
李強波首先向大家闡述了Cleanergy公司在碟式斯特林技術方面所做的努力及優勢。李強波表示:“首先,Cleanergy傳承了德國solo V161公司的斯特林發動機技術。購買之前,該公司開發斯特林發動機已有20多年的歷史。我們不但收購了該公司20多年的技術研發經驗,我們還一并引進了該公司的技術人員。
我們認為目前斯特林發動機的解決方案有兩個,第一個是小型斯特林發動機電站,另外一個是垃圾填埋氣,沼氣及熱電聯產方案。熱電聯產方案目前在歐洲的市場比較大。在國內我們目前主推斯特林光熱發電的業務。我們和瑞典能源署做了一個實驗,熱電聯產發電單元即使在甲烷含量低于18%的情況下,仍然可以正常運轉。這是我公司在歐洲一個獨特的優勢。另外我們還邀請了很多第三方的測試來認證我公司的燃氣發電機等產品,俄羅斯天然氣工業公司還向科林潔能公司頒發性能認證函。1999年-2002年,在美國Sandia實驗室對五臺斯特林發動機進行了可靠性和效率測試,結果表明了系統運行的穩定性和較長的免維護周期。1995年,法國國家科學研究院對我公司斯特林太陽能發動機進行測試,結果驗證了發動機較高的性能。”
圖:李強波發表演講
Cleanergy公司參與了我國內蒙古鄂爾多斯100KW碟式斯特林機熱發電項目,李強波對此表示:“我公司參與開發的鄂爾多斯示范項目,目前已經升級到110kW,發電時溫度在1000度左右。從2012年9月份運行至今,根據采集的波形數據所對應的DNI200-1000時的輸出,采用了37000個點模型。目前的110kW的輸出數據的模型通過多個不同發電機長時間運行所得到。當地的DNI大多為500–850之間,采樣點的DNI數據大多落在此區間。如果園區坐落于格爾木,與鄂爾多斯相比,則其運行時間會更長。目前的11kW發電機在DNI為830時,達到了輸出峰值11kW。”
談到Cleanergy公司為什么選用斯特林發動機發電?李強波說:“因為碟式斯特林熱發電的效率最高,可以達到25%-34%。而且除了清洗碟盤之外,沒有任何水的消耗。另外這種系統是模塊化產品,非常容易實現工業化和標準化生產。土建費用在整個園區所占費用非常低,一般來說土建費用是很難降下來的。整體成本下降潛力非常大。”
碟式斯特林的成本下降途徑及潛力
李強波表示,可以通過以下幾種措施來使碟式斯特林機熱發電的成本得到快速下降:
第一,從生產方法上。我們收購了瑞典沃爾沃C70的一條汽車生產線,是位于瑞典UDDEVALLA的一個地方,每年有22500臺的產能,300MW左右。為什么我們會選擇這個工廠呢,我們除了把生產線收購之外,我們把該公司原來生產C70發動機的管理者與工人我們也全部聘請回來。我們的理念是像生產汽車發動機那樣來生產斯特林發動機。我們發現斯特林機的大部分部件都可以與汽車發動機的部件相吻合。也就是說大部分斯特林發動機的供應商,來自與汽車發動機的供應商。同時我們有一整套的管理系統,我們的質量管理系統也沿用了汽車發動機的標準ISO16946與ISO16949的標準。同時我們的員工都取得了6西格瑪綠帶或黑帶的資質,保證生產出來的產品是絕對沒有問題的。
第二,從生產規模方面降低。大規模的生產將帶來成本的進一步削減。
第三,中國采購。我們將進一步加大在中國的采購量,因為在中國采購的成本是非常低的。目前來說我們大部分供應商在瑞典,碟盤在中國和巴基斯坦采購。下一步盡快能多將供應鏈轉向中國,實行本土化采購,本土化生產。未來供應商分布計劃,150個部件從德國,意大利和波蘭采購。300個部件從瑞典采購,至少70個部件從中國采購。
第四,包括所有斯特林發動機核心部件設計的優化,提高它的性能,降低它的成本。如發動機內部接收器,之前采用點焊,成本非常高。現在嘗試把點焊變成一次性的鑄造,發現整體成本可以下降50%以上。碟盤方面一要提高它的光學性能,二是要改變碟盤的結構,使其更輕,進而減少機械部分的成本。
下一步我們準備開發13KW的斯特林發動機,基于11kW發電機的模型,同時包括了最新的技術升級。通過增加輸出來降低設備的單位造價成本。很重要的性能提升是將冷卻系統升級為雙回路冷卻系統,這將使得斯特林發動機冷端的氣體溫度進一步降低,從而提升了其效率。 下圖中非線性的波形的性能提升主要是采用了自動軸轉速控制功能,這樣在DNI低的時候發電機的轉速會相應降低,其效率會隨之升高。 13kW的發動機也使得在高DNI的時候,其輸出更多。
李強波表示,上述措施,經過了多個嚴格的第三方機構證明。成本降低方面經過沃爾沃汽車-Mats Lyckberg所帶領團隊的檢驗,Lyckberg先生率領其團隊對科林潔能公司的成本和配件等完成了一系列的評估。性能提升方面,由DNV (Det Norske Veritas) KEMA 能源和持續發展機構新能源部門的Johan Sandber領導的團隊中的五個成員對科林潔能進行了評估,電站場地選擇方面,經過CSP Services機構(隸屬于德國航空航天局)的審核和驗證。
整體來看,碟式斯特林熱發電技術的成本下降來自于效率提升、工業化的先進生產、零部件中國采購、各個部件的優化設計等四個方面。