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行业丨兰州大成自主研发光热发电技术受关注

发布时间:2018-01-09 01:18内容来源:新电力网 点击:

  熔盐工质线性菲涅尔光热技术如何降本增效

  中国电力报 中电新闻网 新电力网 赵冉

  伴随着太阳能发电的风生水起,光热发电再次被提上日程。目前,光热发电规模化应用正在启动。国家能源局发布的《2018年能源工作指导意见》要求,探索太阳能热发电新技术和新模式,加快光热发电领域技术定型。低成本、高效的系统应是光热发电的发展方向,而熔盐工质线性菲涅尔聚光集热技术是候选之一。

  示范项目效果良好

  2018年5月8日,由兰州大成科技股份公司(简称“兰州大成”)投资并建设的国内首个1万千瓦熔盐线性菲涅尔式聚光太阳能光热连续发电项目在敦煌开工,该项目是规划的大成敦煌11万千瓦光热发电项目的一期工程,整体项目已申报国家光热发电示范项目。

  兰州大成股份有限公司董事长范多旺是国内光热技术尤其是线性菲涅尔光热技术的先驱。这位兰州交通大学的教授和他的团队自2009年起在自动控制和镀膜技术基础上开始太阳能光热方向研究。他们自主研发的线性菲涅尔式聚光集热系统于2013年获得国家重点新产品称号。2012年5月9日,采用该技术的兰州新区200千瓦槽式+线性菲涅尔式光热发电示范电站顺利并网发电。

  “当天下午,我们监测到,项目有功功率超过150千瓦,当天并网发电量超过200千瓦时。后续,槽式和线性菲涅尔式示范系统在实验中分别发电成功,功率都超过100千瓦。”范多旺表示。

  不同于光伏发电,光热发电更符合人类最初对太阳能利用的设想──将太阳的热聚集起来。目前,光热发电技术按太阳能采集方式不同主要分为槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式。线性菲涅尔式太阳能集热发电技术是一种利用线性菲涅尔式反射聚光集热器,将太阳能收集,产生高温高压蒸汽从而推动汽轮发电机发电的技术。

  据介绍,菲涅尔技术有几个优点:抗风性能好,功率密度高,可以贴近地面布置,风载小,而且与目前应用最多的槽式相比,工质更灵活,可以是水,可以是熔盐,也可以是导热油。此外,清洗方便,布置在地面上,在风沙灰尘多的地方,可以大规模清洗。

  目前,线性菲涅尔聚光太阳能发电技术在国际上属于较新型的技术,大型电站装机容量相对较低。2018年9月,国家能源局发布《关于组织太阳能热发电示范项目建设的通知》,引发示范项目的申报高潮。据业内人士介绍,当时申报的槽式电站有52个,塔式电站36个,碟式5个,而线性菲涅尔式也只有5个。但是国际主要线性菲涅尔技术领导者都非常看好熔盐作为线性菲涅尔集热系统工质的光热电站技术方案,使用熔盐作为线性菲涅尔聚光技术的集热介质已成为国际线性菲涅尔式技术主流发展方向。兰州大成敦煌项目建成后将成为国际同类技术中规模最大的商用电站。

  熔盐作为吸热介质

  “我们做过槽式,我们也做过一些碟式的尝试,我们根据自己的经验,选定熔盐线性菲涅尔式技术进行推广,认为它是提高光热发电效率,降低发电成本的有效方案之一。我们能够自行设计、生产线性菲涅尔式聚光场系统及主要关键部件,拥有丰富的线性菲涅尔式产品案例和运营经验,具备了百兆瓦可继续发电的线性菲涅尔光热电站的建设能力。”范多旺表示。

  线性菲涅尔式光热发电技术根据传热介质不同,新电力,目前有以下三个路线,线性菲涅尔水工质、导热油和熔盐。“据中国华能集团清洁能源研究院可再生能源发电技术部郑建超介绍,线性菲涅尔熔盐目前尚未商业应用,但目前兰州大成已经开工建设了。

  郑建超所说的项目正是兰州大成敦煌项目。该项目采用自主知识产权线性菲涅尔式聚光集热技术,同时采用了熔岩的高温集热、传热、储热和换热技术,要建成可调度的基础电源,正常天气具备24小时发电能力,可以承担调峰电源的职能。

  据介绍,在本轮光热电站示范项目申请中,兰州大成申请的敦煌11万千瓦熔盐线性菲涅尔式示范项目国产化率将高于97%,同时实现了几个突破:一是采用高聚光倍数的聚光器,抗风能力强,占地节省;二是在国际上首次采用熔盐作为线性菲涅尔式光热电站的集热和储热的工质,可以简化系统环节,提高发电效率;三是采取常规高温高压机组提高热电效率,可以克服导热油电站需要特殊参数汽轮机的弊端;四是长时间储热可以保证机组正常天气下连续运行,这样就可以从根本上克服原来概念上的光热电站机组要频繁起停的弊端。

  “我们充满信心,我们正在从事一项伟大的事业,就是用线性菲涅尔式聚光太阳热能加上高温熔盐,以及集热、传热、储热和换热技术,验证未来能源的解决方案之一。”范多旺说。

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