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Ivanpah電站經4年過渡期后可達設計預期

發布者：本網記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 6393查看 | 2014-11-13 18:45:00

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：近期，媒體上出現大量報道稱位于加利福尼亞州新近投運的全球裝機最大的392MW的Ivanpah塔式光熱電站的實際發電能力沒有達到預期。

　　據美國國家可再生能源實驗室（NREL）提供的數據，BrightSource設計的這一巨型電站在經過四年的運行過渡期后，項目的年發電產能可以達到設計值即1079232MWh。

　　但此前就曾發布一系列關于光熱發電項目負面消息的清潔能源評論家Chris Clarke稱，該項目在投產至今的八個月內所發的電能折算為年發電量遠低于設計值，這已經可以證明這是一個失敗的項目。

　　而該項目的最大投資方NRG能源公司的Jeff Holland則表示，盡管在項目投運初期的幾個月里遇到了技術和天氣方面的挑戰，Ivanpah電站在9月份的產能還是超過了該項目最初設計的月度產能。

　　NRG公司不僅擁有Ivanpah電站一半的股份，而且還是該電站的運營方。BrightSource和Google合計持有該電站的另外一半股權。

　　“相關媒體報道的電站設計產能實際上是該項目在經過4年的過渡運行期后，即到2018年項目各方面都成熟后擬實現的目標。”Jeff Holland說。

　　那么，為什么需要4年時間去實現該目標呢？

過渡與學習曲線

　　光熱發電通過反射鏡陣列來收集陽光產生熱能以驅動汽輪機運轉，Ivanpah光熱電站將反射后的陽光聚焦到集熱塔頂的吸熱器上，其采用的傳熱工質為水，水直接受熱后產生蒸汽以驅動汽輪機發電。而與其不同的另外一個大型塔式電站Crescent Dunes項目采用的是熔鹽工質，熔鹽受熱后再與水換熱產生蒸汽來發電，該電站預計明年春天將并網投運。

　　熔鹽塔式技術將有望使塔式光熱電站可以與傳統的煤炭或天然氣發電相競爭，其將與火電同樣可以在任何時候都供應穩定電力。盡管全球第一個商業化光熱電站采用的是槽式技術，但熔鹽塔式技術已被廣泛認為是光熱發電的未來之星。

　　Ivanpah光熱電站是世界上迄今為止規模最大的塔式光熱發電站，凈功率輸出可達377MW。雖然現在全球范圍內正在開發大量的裝機規模在100MW以上的塔式電站。而熔鹽塔式電站裝機最大的在運行電站依然是西班牙Gemasolar電站，該電站的裝機僅為20MW，卻是塔式光熱電站發展的革新之作。雖然Ivanpah采用的是水工質的傳統技術路線，但“Ivanpah電站也采用了不少創新型的技術，而這些技術還沒有在裝機如此規模的大型項目上實施過。” Holland說。

　　Holland補充稱，“該電站安裝了數以萬計的令人難以置信的零配件，以及成千上萬面的定日鏡，而且這些設備都必須被一一校準以發揮其最大效能。這其中涉及到的難度已經高于建設任何一種類型的規模化電站的標準，這些增加的難度都需要在電站運行的前幾年內被重復地考慮、修正。因為此前沒有任何的類似經驗，這需要在實際運行中逐步完善。”這些都需要耗費大量時間，這需要一個學習過程，任何一個創新型的大型電站都需要經歷學習曲線才能實現穩定。

　　同時，由于該電站運行會殺死飛鳥也引起了環評和動物保護人士的不滿，項目方也需要盡力降低這種負面影響。該項目開始運行后，項目方必須額外考慮如何減小部分反射鏡短暫待機時的太陽輻射通量，來降低眩光影響和由此帶來的飛鳥被灼傷致死事故率。在電站投運最初的6個月里，實際上僅有133只小鳥可以被證明是被電站輻射能量燒焦羽毛，這比媒體報道的28000只要少得多，而且Ivanpah電站已經采取安裝防衛驅鳥設施等措施來降低小鳥的死亡率。

　　Ivanpah電站6個月內的總發電產能僅僅173966MWh，Chris Clarke此前在相關報道中上也指出了這些。

　　Ivanpah電站在2月份之后才開始全面投入運行，因此它第一個季度的實際運行時間只包含了一個完整月。

　　雖然Ivanpah光熱電站目前的實際表現沒有達到項目方預計到2018年可以實現的規劃目標，而招致了一些負面的批評之聲，項目方則已經開始潛心醞釀采取多方措施保證實現長期的預定目標。

　　Holland稱，今年以來的平均DNI輻射值要低于預計，這也影響了項目的實際發電表現。

　　三個項目股權方中除了BSE和Google外，NRG能源公司擁有更多的可再生能源發電裝機，Holland對可再生能源項目的理解也更廣泛，他對于媒體對Ivanpah電站8月份之前造成小鳥高死亡率的夸張負面報道十分關注和震驚。

　　而事實上，Ivanpah電站比其他大多數的能源電站都更加注重對環境的保護，電站所用土地沒有遭到任何實質性破壞。小狐貍、蛇之類的野生動物還可以在這里自由活動，25名生物學家保護的沙漠烏龜幼崽也在附近生活的很好。

　　“當明白我們為該電站付出的艱辛和所作出的巨大努力后，項目地的村民也同意去和我們一起保護附近的動物和植物，”Holland說，“NRG相信清潔可持續能源的前景一片光明，Ivanpah電站采用的可再生能源技術有利于實現這個目標。”

　　Ivanpah電站和那些規避了這種嚴格環保審查的其它光熱發電項目相比呢？我們可以看下與之裝機相差不太多的一個槽式電站。

　　250MW的Genesis槽式光熱發電項目已經在2013年第三季度悄然運行，計劃年產能達到580000MWh。

　　盡管Ivanpah電站采用了塔式技術，但該電站產能的增長曲線和Genesis項目也有相似之處。

　　據美國能源信息署EIA的數據，Genesis項目在投產的第一季度的產能為7029MWh，第二季度就達到了66427MWh，第三季度則達到了141939MWh。Ivanpah電站第一季度產能為40074MWh，第二季度產能為133892MWh。

　　Genesis項目于2013年投運，Ivanpah項目投運于2014年。（Genesis項目在2014年4月正式宣布投產前已運行了兩個季度。）從中可以看出，Ivanpah電站與Genesis電站有相似的產能曲線，而之所以Ivanpah電站獲得了更多的關注，是因為該項目的裝機規模和技術路線都格外引人注目。

DNI降低影響發電表現

　　光熱發電產業需要注意的一個環境變量是DNI的變化，該變量值對光熱發電項目的實際運行至關重要，DNI同時也受到空氣清潔度等變量的影響。

　　DNI在一個固定區域的值并非固定不變。根據既往經驗，該數值可在年均輻射平均值上下20%的浮動區間內變動，主要受天氣、污染程度及灰塵的影響。

　　“BSE確實走在了時間的前邊，”Vaisala資源評估服務公司的產品經理Gwendalyn Bender說。該公司是一家可再生能源咨詢服務公司，其為Ivanpah項目提供光熱資源評估咨詢服務。最近其還收購了資源評估公司3TIER。

　　“2009年時，他們就邀請我們一起做一項長期研究，基于衛星已有數據，通過地面實地測量去研究10年以上的變化記錄。因此，他們當時確實做了盡職調查，研究DNI可能發生的變化，并在計劃制定時充分考慮了這些可變因素。”Bender說道。

　　對光伏來說，關鍵的影響變量是GHI。但是因為擴散效應，空氣中的粉塵對光伏發電所依賴的GHI值沒有太大的直接影響。但對DNI的影響卻大得多。

　　“由于空氣中含有煙塵等物質，項目地附件的燃燒事件確實會影響到DNI，”Bender說。“DNI比GHI的變化幅度大，因此如果空氣中有灰塵或污染物，有時能清晰地看到其對DNI的影響要比GHI的影響大甚至10倍。”

　　Vaisala的輻照資源地圖顯示，2013年，加利福尼亞的DNI數據高于往年平均水平，但是隨后發生的約塞米蒂國家公園火災導致DNI數據下降，并與之前的數據形成鮮明對比。

　　她說，“2014年夏季的DNI低于均值的10%，不僅僅是因為天氣的原因，也是由于野火源的存在。因此CSP電站的產能在今年7月一直處于低位并延續到8月。”

　　基于Ivanpah這種大型塔式光熱電站的首次開創性開發，有很多的實際問題需要在實際運行中摸索解決、同時由于為避免殺死鳥類而必須對輻射通量進行適時削減，再加上項目所在地今年夏季

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