發(fā)布者:本網(wǎng)記者Crystal | 來(lái)源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 4915查看 | 2016-07-12 18:00:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:“太陽(yáng)島技術(shù)將直接影響光熱電站的成本收益,對(duì)整個(gè)電站的性能表現(xiàn)極其重要。” 日前,BrightSource公司高級(jí)副總裁 Joseph Desmond出席2016中國(guó)國(guó)際光熱電站大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì),詳細(xì)闡述了塔式光熱電站太陽(yáng)島的創(chuàng)新優(yōu)化技術(shù)。
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早上好,非常高興來(lái)到這里發(fā)言,昨天,有機(jī)會(huì)跟大家分享我們?cè)谝寥f(wàn)帕項(xiàng)目方面得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),今天我要講的是采用創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)化塔式電站的太陽(yáng)島并進(jìn)一步削減成本。我的演講重點(diǎn)講下在伊萬(wàn)帕電站通過(guò)我們的經(jīng)驗(yàn)所形成的下一代技術(shù),還有我們正在做的項(xiàng)目。今天會(huì)講到我們已經(jīng)使用的光場(chǎng)布局軟件,談下升級(jí)版,低成本的定日鏡設(shè)計(jì),光場(chǎng)綜合控制系統(tǒng)及專家系統(tǒng)。我也會(huì)詳細(xì)講一下我們的光場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),接收器涂層,最后會(huì)講下我們的熔鹽吸熱器和太陽(yáng)能研發(fā)中心。
光場(chǎng)布局是一個(gè)好的光場(chǎng)設(shè)計(jì)中容易被人忽視的一部分,要能夠跟現(xiàn)有的地形相兼容。我們的軟件可以使定日鏡的擺放非常靈活,這樣可以讓我們?cè)诂F(xiàn)有的地形內(nèi)施工,并且也能夠使出力最大化。我們也能夠在光場(chǎng)內(nèi)造一個(gè)“無(wú)打擾區(qū)”,規(guī)避施工過(guò)程和做業(yè)過(guò)程中必須要躲開(kāi)的敏感動(dòng)物棲息地或之前就已經(jīng)存在的一些建筑。同時(shí)要指出的是該布局軟件可以使太陽(yáng)島適用于不同坡度的地形。比如說(shuō)在伊萬(wàn)帕項(xiàng)目中,我們也適應(yīng)了6%的坡度。
我們來(lái)看一下我們遇到的挑戰(zhàn)。在阿沙利姆項(xiàng)目中,我們采用的是一種優(yōu)化算法來(lái)決定定日鏡的擺放位置,這種軟件可以讓我們使用不規(guī)則的現(xiàn)場(chǎng),因?yàn)橛械臅r(shí)候幾乎不可能找到一個(gè)完全對(duì)稱的地形。有了這樣的軟件,我們就可以利用一個(gè)政府所指定的場(chǎng)址,讓它能夠真正行得通,所以這個(gè)軟件就幫助我們進(jìn)行了優(yōu)化。
該軟件能夠追蹤數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的組件,在建設(shè)及其運(yùn)行的過(guò)程中,我們能夠了解光場(chǎng)內(nèi)部所有的影響因素。在這里舉一個(gè)伊萬(wàn)帕項(xiàng)目的例子。我們?cè)谶@里造了一個(gè)駕駛區(qū)域,我們將定日鏡縱向放置,可以滿足維護(hù)的需要,從而可以使小型車輛和清潔設(shè)備穿行于光場(chǎng)中。當(dāng)然了,這樣的優(yōu)化布局可以帶來(lái)很多的好處,在這里大家可以看到,吸熱氣周圍是平整的地形。在中午的時(shí)候,定日鏡是朝北的。所有的優(yōu)化在做的時(shí)候都是從集熱器的角度進(jìn)行優(yōu)化的,雖然在之前的幻燈片中我們看到有駕駛區(qū),但是如果站在吸熱塔頂,往北看,這時(shí)我們看到的正是定日鏡本來(lái)的樣子,為什么這么做呢?這里有個(gè)圖片是在下午站在吸熱塔頂,從南看的景象。這樣的優(yōu)化布局能夠?qū)崿F(xiàn)每平米增加10%—15%的熱量。
我們之前提到了更低成本的定日鏡設(shè)計(jì)能夠帶來(lái)的好處,這是今天我要跟大家所講的第二個(gè)主題。我們?cè)谶@里想實(shí)現(xiàn)的是最少的鋼承載,想要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)梯次安裝,這些定日鏡距離地面兩米,我們知道X、Y、Z的坐標(biāo),通過(guò)用這個(gè)信息作為軟件的一部分,后面會(huì)跟大家介紹一下我們的軟件。
由于與塔有一定的距離,我們也會(huì)根據(jù)不同的距離有各種不同類型的焦距,可能是1000米,500米,或者是250米不等,這些焦距有高精度,待會(huì)兒也會(huì)跟大家介紹一下我們是怎么對(duì)其進(jìn)行利用的。我們也聽(tīng)到了很多人對(duì)定日鏡設(shè)計(jì)的一些觀點(diǎn)。在右上角大家能夠看到是伊萬(wàn)帕的定日鏡,由兩個(gè)鏡子構(gòu)成,在后面的支架上,我們也可以看到中間有一些空間。我想要在這里提醒大家,看一下這種技術(shù)和我們下一代技術(shù)之間的不同。但是我們的目標(biāo)是要在光學(xué)效率以及在常規(guī)島成本,包括維護(hù)之間達(dá)成一種平衡,因?yàn)槎ㄈ甄R需要用那個(gè)設(shè)備、通訊單元或其他電力連接件,大部件,進(jìn)行維護(hù)。可以從地面接入,這個(gè)比頂部的設(shè)備需要更少的成本。光場(chǎng)的維護(hù)很關(guān)鍵。由于定日鏡太小,就會(huì)有太多的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),會(huì)需要很多的控制件,而比較大的定日鏡也要求更加昂貴的結(jié)構(gòu)方面的支持。定日鏡的設(shè)計(jì)也會(huì)影響建設(shè)時(shí)間,對(duì)持續(xù)運(yùn)行和維護(hù)也有影響。
在這里我們看到在伊萬(wàn)帕項(xiàng)目中,每個(gè)定日鏡提供2.2千瓦的熱量,年均幾乎可以滿足加利福尼亞一戶家庭的需求。這里非常重要的是定日鏡的安裝,所有的這些圖片都有一些偏斜,在后面大家會(huì)看到我們是怎么做的,這里大家可以看到是架線塔,架線塔被放在地面上,我們使用一個(gè)低沖擊力的架線塔驅(qū)動(dòng)器,這個(gè)程序就不需要地基和混凝土墊板了。這一可以讓運(yùn)行和保存結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計(jì)能夠幫助我們保證至少30年的壽命時(shí)限期,更為重要的是這個(gè)過(guò)程能夠提供自然排水,而且能夠避免腐蝕。在后面看到有一個(gè)山,雖然說(shuō)伊萬(wàn)帕位于沙漠之中,這里也的確會(huì)經(jīng)常下雨,當(dāng)下雨的時(shí)候山上的沙石會(huì)從60度的斜坡上而來(lái),速度會(huì)非常地快,當(dāng)我們?cè)诮ㄔO(shè)三個(gè)月的時(shí)候,遭遇了17年一遇的洪水。所以這些架線塔被設(shè)計(jì)成能經(jīng)受住底部周圍的土壤。也能夠保持結(jié)構(gòu)的完整性。這種方法有幾個(gè)好處,能夠減少平整地面以及節(jié)省資金。我們最大限度地保留植被和自然特色。昨天我們提到了反射的問(wèn)題,我當(dāng)時(shí)也被問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)保留自然植被,我們就能夠最大限度的減少沙塵的影響。我們看到這樣的話伊萬(wàn)帕項(xiàng)目就能有更少的塵土。我們盡可能多的保留原來(lái)的地貌。我們?cè)谒奈恢锰幾龅胶芫_。當(dāng)我們做的時(shí)候,我們會(huì)將每一個(gè)洞進(jìn)行向下振動(dòng),每一個(gè)洞離地兩米深。定日鏡會(huì)有不同的高度,但是總的來(lái)說(shuō)都會(huì)打入兩米深,而且我們的設(shè)備也會(huì)有運(yùn)輸工具,再去安裝架線塔。我們用振動(dòng)錘在這里向下振動(dòng)。另外我們還有一些穩(wěn)定設(shè)施,這里不用任何水泥,因?yàn)檎駝?dòng)能夠使土壤非常緊固。
對(duì)于阿沙利姆項(xiàng)目,我們使用的是不同的技術(shù),因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)我們必須去適應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥罈l件,根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罈l件進(jìn)行優(yōu)化。阿沙利姆項(xiàng)目中,我們也想出辦法讓土壤適應(yīng)沙漠環(huán)境。阿沙利姆的定日鏡設(shè)計(jì)組裝減少了空間。實(shí)際上是4面玻璃板。這種新設(shè)計(jì)有更少的組件,安裝更簡(jiǎn)單。所以是不同的,成本更低,更結(jié)實(shí),更加方便安裝,它的面積比伊萬(wàn)帕定日鏡大了25%,是4×5.2的面積。新的設(shè)計(jì)使得我們能夠360度靈活旋轉(zhuǎn)。也是能夠自供電的。地貌也保持不變。這是建設(shè)中的阿沙利姆項(xiàng)目的架線塔。你可以看見(jiàn)水,塔的設(shè)計(jì)可以阻止偶爾的雨水或者下雪的積水。我們?cè)谝陨猩衬貐^(qū)會(huì)遇到這樣的天氣。
第三個(gè)要介紹的便是光場(chǎng)集成控制系統(tǒng)和我們的專家系統(tǒng)。提到集成控制系統(tǒng),因?yàn)橐獙?duì)太陽(yáng)能接收器表面上能源分布進(jìn)行管理,就使用了實(shí)時(shí)定日鏡瞄準(zhǔn)和閉環(huán)反饋。在光場(chǎng)中,現(xiàn)場(chǎng)有天氣系統(tǒng)。還有攝像頭和紅外照相機(jī)能夠供我們就光場(chǎng)管理,對(duì)先進(jìn)的算法進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。在控制軟件上有專有優(yōu)化和控制軟件。將項(xiàng)目的性能和效率最大化。專家系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地分析數(shù)據(jù),為集成控制系統(tǒng)和操作人員在面對(duì)變化的情況時(shí)提出下一步的建議。比如像天氣情況,或者是云的移動(dòng)情況,或者是其他的一些情況發(fā)生變化的時(shí)候,能夠有這樣的系統(tǒng)來(lái)幫助持續(xù)地實(shí)現(xiàn)最優(yōu)生產(chǎn)。
這里是伊萬(wàn)帕太陽(yáng)能吸熱器的圖片,它由三個(gè)組件構(gòu)成,每一部分中間都會(huì)有個(gè)蒸汽發(fā)電機(jī),蒸發(fā)氣板每平米600千瓦,在頂部是一個(gè)再加熱段,每平米300千瓦,底部是再加熱板每平米150千瓦。我想要指出的是再加熱板在阿沙利姆項(xiàng)目是沒(méi)必要的,所以在阿沙利姆項(xiàng)目中沒(méi)有設(shè)置再加熱板,我們僅僅保留了核心關(guān)鍵的蒸發(fā)器板,非常的高效。
接下來(lái)我要給大家介紹一下SPINCS是什么樣子的,這是太陽(yáng)能鍋爐管理系統(tǒng)和紅外線性能。中間是黃色的。這是個(gè)剖面圖。在通量的底部可以看見(jiàn)每平米的千瓦數(shù),右面的照片是數(shù)據(jù)收集的天氣站的照片。我們本地和中央數(shù)據(jù)室進(jìn)行數(shù)據(jù)提供,下面跟大家介紹一下更多的細(xì)節(jié)。
這是我們使用激光掃描儀的方式。我們?cè)谑褂眉す膺M(jìn)行最初校正及其持續(xù)校正的時(shí)候,GPS用于定位。我們有這樣的一個(gè)定日鏡場(chǎng),它能給吸熱器傳送通量,讓系統(tǒng)達(dá)到所需要的蒸汽溫度和壓力的等級(jí)。SFINCS軟件在沒(méi)有跟蹤模式下時(shí)能夠持續(xù)自動(dòng)校正定日鏡。這也是一種能夠保持系統(tǒng)性能穩(wěn)定的方法之一。
這是吸熱器。設(shè)計(jì)有些不同。但是大家可以感受一下它是怎