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新的集熱技術將為槽式光熱電站帶來哪些變革?
發布者:admin | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 11863查看 | 2018-07-06 18:54:00    
CSPPLAZA光熱發電網訊:6月20日至22日,在中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA第五屆年會上,常州龍騰光熱科技股份有限公司(簡稱“龍騰光熱”)總經理俞科就“光熱技術革新及其驅動下的成本下降”就行了主題發言。


在本次發言中,俞科指出,槽式光熱發電技術較為成熟,現階段需要關注其規模化和產業化發展的問題,且槽式技術有很大的發展空間。


據俞科介紹,目前,龍騰光熱已積極開展項目立項,建立開放式研發項目平臺,擬引入智能制造及玻璃工業的最新技術,在集熱器技術和傳儲熱技術領域取得更多技術突破,實現2025年光熱發電度電成本降低40%的目標。


在上述概念設計方面,龍騰光熱已經取得了一些成果:在其概念設計2020中,集熱器開口寬度約為8.2m,長度約為14m,采用3只管徑為90mm的集熱管,每只長度約為4.7m,峰值光學效率可達到81.44%,設計點光熱效率達到76.1%,設計點回路集熱功率可提升至約2.8MWth;在概念設計2025中,其借鑒了目前全球建筑及玻璃領域最先進的技術,將玻璃制成約10m長、4m寬的規格,僅僅用8片玻璃,就組成開口約為14m、長度約為21m的集熱器模塊,配套的集熱管管徑為105mm、長度為約5.3m,其集熱效率及壓降控制都會得到非常有效的提升。


通過利用新的集熱技術,可以有效地提高電站效率,并減少回路數量、減少占地面積、降低泵功耗、減少柔性連接及驅動跟蹤系統,實現電站成本的下降。


最后,俞科表示,我們希望在未來有更多的合作伙伴和技術專家能投入到光熱發電領域,促使產業在各個方向、各個點上更快地降低成本,并推動新產品和新技術的應用。



更多精彩內容,請閱讀下面刊出的俞科的演講全文:


大家上午好!我很榮幸今天能夠給大家講槽式光熱發電技術發展的成本下降。那么,為什么要講槽式技術的發展呢?提及槽式光熱發電技術,大家會覺得槽式技術是一項很成熟的技術,現在需要關注其規模化和產業化的問題。今天我要講的主題即為槽式技術一直在發展,并且存在很大的發展空間。


首先,我先介紹國際上兩個比較典型的槽式項目。第一個項目是美國裝機280MW的Solana槽式光熱電站,這個項目已經運行若干年了,我們在網上能查到關于該項目的諸多數據:它采用傳統的聯苯-聯苯醚導熱油作為傳熱介質,配置6小時的熔鹽儲熱,集熱器開口約5.8m,年設計發電量9.44億度。大家可以看到,當地光資源較好,DNI為2519kWh/m2,年均光電效率達到17.03%,美國Solana電站選址于光照條件相當好、緯度也不高的地區,因此即使是槽式技術也可以達到相當高的轉化效率,由此也說明選址的重要性。同時,我可以再提供一個數據,2017年6月份,美國Solana電站單月凈發電量達到1.16億度,折合單月的凈滿發小時數為414小時,從這個側面反映出該電站整體的發電能力是相當驚人的。


另外一個項目是大家非常熟悉的NOOR2項目,其新穎之處在于采用Sener大開口集熱器,集熱器開口約6.8m,集熱管管徑為80mm,目前該電站已投入商業運行,采用了4罐一組的形式來實現7小時的儲熱。我們在哈密的新項目的可研中也采用了類似的儲罐設計,加之硅油的儲熱密度相對較高,這樣通過兩個儲罐的布置就可以實現100MW電站8.5小時的儲熱能力(借鑒了NOOR2項目的技術),Noor2項目是目前在運行的槽式電站中技術水準最高的一個項目。


下圖顯示的是標準集熱器、新設計的開口約8m的集熱器及另外一種超大開口的14m集熱器的概念設計圖,大家可以看到,按照人物模型比例,這三種集熱器的差異其實很大,大開口聚光集熱器作為槽式發展方向,主要有什么優勢呢?



首先,大開口集熱器可以增加光熱轉換效率,通過優化設計降低結構重量。同時,通過提升組裝效率,降低組裝成本,減少回路陣列,相應地減少土建基礎、管道、閥門、控制跟蹤及柔性連接等。由此,在降低成本的同時,也能提高系統的可靠性和可維護性。


其次,集熱器開口變大的同時要擴展集熱管的規格,制造更長的集熱管、實現更大的管徑,由此可以提升集熱管的光學效率,同時也能在生產過程中降低集熱管的制造成本。同時,在現場可以減少集熱管焊接的工作量,能降低管道流阻,減少系統泵耗。


再次,標準化的制造技術。目前,槽式集熱器由許多單體部件組成,這些單體部件需要在工廠進行生產,并且運輸至現場,再進行組裝。在未來的集熱器開發中,我們想通過設計優化盡可能減少部件數量,更多地使用類似規格的材料,從而使生產更具有通用性。例如我們現下采用的集熱器技術,涉及的材料規格就有六七十種,對于生產而言,就會帶來相應的管理成本。對于運輸而言,因采用預生產集熱器部件的方式,因此運輸效率不會太高,由此會帶來很高的運輸成本。


另外,在組裝技術方面,目前集熱器的組裝相對比較復雜(大家可以通過一些視頻、通過一些渠道能了解),需要通過一個組裝流水線、多個工序完成集熱器組裝。在未來,通過簡化集熱器的設計,我們會將集熱器的組裝工作變得更加簡易,每平米集熱器消耗的組裝人工時會大幅縮減。


此外,在傳熱介質方面,它一直是槽式光熱技術一個重要的研發方向。現在,槽式電站工作溫度被限制在400多度,如果采用現有的熔鹽技術又會帶來很多電伴熱以及冬季維溫補燃等相關需求。因此,在未來,納米傳熱介質等各方面研究是槽式技術領域更加關注的方向,這有利于整體提升電站運行溫度、提升儲熱密度、降低凝固點,減少冬季的運維成本,同時能夠降低生產成本。


對于槽式光熱技術的發展,我們公司現在已經在立項,開發新型槽式集熱器,建立開放性平臺,與合作伙伴們就不同的技術領域進行一些合作研發工作,項目總體立項是集熱器技術研發2025項目。


我簡單介紹一下項目背景:國際能源署IEA光熱發展路線圖中預測光熱發電到2050年將滿足全球電力需求的11%,到2030年裝機將增至261GW,到2050年裝機將增至982GW;度電成本的下降是實現該目標的決定性因素。


關于項目目標:建立開放式研發項目平臺,集中全球光熱領域技術與產業資源,引入智能制造及玻璃工業的最新技術,在集熱器技術和傳儲熱技術領域取得更多技術突破,引領全球光熱發電產業發展趨勢,實現2025年光熱發電度電成本降低40%的目標,推動全球光熱市場實現更好的增長。


在上述概念設計方面,我們已經取得了一些成果:這種集熱器與目前全球市場現有的大開口的集熱器的設計理念有些類似,從理論上來說,這種常規的大開口集熱器在2019-2020年期間就能夠投入商業化應用。目前,國內已有的相關產業鏈包括反射鏡、集熱管、支架生產工藝完全可以匹配這種集熱器的生產需求,這種集熱器也是NOOR2及迪拜600MW項目中通用的集熱器技術。


目前,在我們的概念設計2020中,其開口寬度約為8.18m,長度約為14m,采用3只管徑為90mm的集熱管,每只長度約為4.7m,峰值光學效率可達到81.44%,設計點光熱效率達到76.1%,這樣設計點回路集熱功率可提升至2.8MWth。目前,在開口約為5.8m的集熱器、600m長的回路中,設計點回路集熱功率基本在1.8MWth左右。整體而言,在槽式集熱器的發展方向中,單回路集熱功率要增加,從而使集熱器成本和鏡場的投資成本下降(與風電類似,最初風電機組的功率是1.5MW,現在制造的大風機有5MW的,在單體容量增加之后,由于其它部件基本沒有變化,其綜合成本必然能夠得到有效的下降)。


在遠期的概念設計2025中,我們采用的玻璃非常少,只有8片玻璃,就組成了開口約為14m、長度約為21m的集熱器,在這方面,我們借鑒了目前全球建筑及玻璃領域最先進的技術,例如蘋果總部擁有共計20萬㎡的玻璃幕墻,其中超大塊玻璃幕墻長度大約為16m,寬度大約為14m,如果采用這種技術來制造槽式反射鏡,一片玻璃就能解決整個鏡面的問題,但實際上,直接采用這種方式會帶來相當高的運輸成本。


因此,在我們的設計中采用類似技術,但是將玻璃制成10m長、約4m寬的規格,這樣便可以采用常規的運輸車進行運輸。我們可以想象到,采用這種技術之后,包括運輸和安裝的效率都會非常高,加之集熱管管徑為105mm、長度約為5.3m,其傳熱效率包括介質流量都會得到非常有效的提升,峰值光學效率能提升至85.43%,設計點回路集熱功率可達到約4.4MWth,預計2022年左右能夠實現商業化應用,這對于槽式技術整體的成本下降會有非常大的幫助。


接下(xia)來(lai),我想通過一些(xie)數據跟大家分享一下(xia)新的集熱(re)技術會給槽(cao)式電站帶來(lai)哪些(xie)改變?


我(wo)想介紹三種槽(cao)式電站的(de)設計(ji)方案,當前基(ji)準槽(cao)式電站是(shi)我(wo)們(men)在(zai)新疆哈密新項目可研中采(cai)用(yong)的(de)方案,采(cai)用(yong)常規的(de)開口約為5.8m的(de)集熱(re)器,配置8.5小時的(de)雙(shuang)罐(guan)儲熱(re),硅油(you)運(yun)行溫度(du)可以達(da)到425℃,未來可以達(da)到435℃。


在概(gai)(gai)念設計2020中(zhong),集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)開(kai)口(kou)約(yue)(yue)(yue)為8.2m,概(gai)(gai)念設計2025中(zhong),集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)開(kai)口(kou)約(yue)(yue)(yue)為14m,集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)間(jian)(jian)距也有(you)(you)很(hen)大變化(hua),這是一個優化(hua)的(de)(de)過程。如果縮小集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)間(jian)(jian)距,可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現節(jie)約(yue)(yue)(yue)土地(di),但(dan)是會產生(sheng)陣(zhen)列(lie)間(jian)(jian)的(de)(de)遮擋(dang),使(shi)光熱(re)(re)(re)轉化(hua)效率(lv)降低。對(dui)此(ci),我們(men)在哈(ha)密新(xin)的(de)(de)項目(mu)可(ke)(ke)研分析中(zhong),對(dui)集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)間(jian)(jian)距從12m-18m進(jin)行(xing)差值(zhi)分析,年(nian)均(jun)光熱(re)(re)(re)轉化(hua)效率(lv)可(ke)(ke)以(yi)從34%提(ti)升至到42%。因此(ci),我們(men)在設計時(shi)會優化(hua)集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)間(jian)(jian)距(當然也要(yao)考慮使(shi)用(yong)土地(di)的(de)(de)成本)。隨著集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)開(kai)口(kou)的(de)(de)增(zeng)大,集熱(re)(re)(re)陣(zhen)列(lie)的(de)(de)間(jian)(jian)距也會相應有(you)(you)較大的(de)(de)增(zeng)加(jia),基準電站中(zhong)采用(yong)356條回路,集熱(re)(re)(re)面積大約(yue)(yue)(yue)116萬㎡,如果用(yong)開(kai)口(kou)為8.2m的(de)(de)集熱(re)(re)(re)器(qi)(qi),總的(de)(de)集熱(re)(re)(re)面積大約(yue)(yue)(yue)為104萬㎡。


在(zai)概念(nian)設計(ji)2025中(zhong),集(ji)(ji)熱(re)(re)面積(ji)為94萬㎡,占(zhan)地面積(ji)實現了大(da)幅度的(de)(de)縮減。在(zai)當前基準槽(cao)式電(dian)站中(zhong),導(dao)熱(re)(re)油(you)循環泵(beng)(beng)功率為7.38MW,主循環泵(beng)(beng)的(de)(de)功耗占(zhan)絕大(da)部(bu)分比重。在(zai)概念(nian)設計(ji)2020中(zhong),如果采(cai)用(yong)開(kai)口為8.2m的(de)(de)集(ji)(ji)熱(re)(re)器,用(yong)90mm管徑的(de)(de)集(ji)(ji)熱(re)(re)管,導(dao)熱(re)(re)油(you)循環泵(beng)(beng)功率為6.64MW。在(zai)概念(nian)設計(ji)2025中(zhong),采(cai)用(yong)開(kai)口為14m的(de)(de)集(ji)(ji)熱(re)(re)器,主循環泵(beng)(beng)功率降(jiang)到(dao)2.45MW,相當于自耗電(dian)降(jiang)低50%以上。


同時,這(zhe)三種電站年均光(guang)(guang)熱轉化(hua)效率變化(hua)情況為:從(cong)41%到(dao)45%再到(dao)46%的(de)提(ti)升過程;此外,年均總光(guang)(guang)電效率有很大提(ti)升,從(cong)14%到(dao)16%再到(dao)17%。當(dang)然,哈密(mi)的(de)緯度較(jiao)高。由此,大家可以(yi)看到(dao)選址的(de)重要性(xing)(xing)、光(guang)(guang)資源的(de)重要性(xing)(xing)(光(guang)(guang)熱發電對(dui)資源有非(fei)常高的(de)依賴性(xing)(xing))。


我們也選取了一(yi)個當前基準(zhun)熔(rong)鹽(yan)塔式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)的(de)(de)效率(lv)(lv)(lv)(選自公(gong)開(kai)資料)。目(mu)(mu)前在哈密(mi)地(di)區,100MW熔(rong)鹽(yan)塔式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)的(de)(de)年均(jun)光(guang)熱(re)轉(zhuan)化(hua)率(lv)(lv)(lv)約為(wei)38%,年均(jun)總光(guang)電(dian)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)約為(wei)16%。槽式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)屬于線(xian)聚焦集熱(re)方式(shi)(shi),有真空保護的(de)(de)集熱(re)管,對(dui)(dui)流損失較(jiao)少,由此可(ke)(ke)以看到(dao)其(qi)(qi)熱(re)效率(lv)(lv)(lv)相對(dui)(dui)高一(yi)些(xie)。但是,其(qi)(qi)管路(lu)損失會大一(yi)些(xie)。塔式(shi)(shi)光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)中(zhong),汽輪機(ji)效率(lv)(lv)(lv)為(wei)45%。整體(ti)而言,熔(rong)鹽(yan)塔式(shi)(shi)技(ji)術相較(jiao)傳統(tong)的(de)(de)槽式(shi)(shi)技(ji)術在光(guang)電(dian)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)上有明(ming)顯(xian)的(de)(de)優(you)勢。在我們哈密(mi)新(xin)的(de)(de)項目(mu)(mu)可(ke)(ke)研中(zhong),哈密(mi)年均(jun)總光(guang)電(dian)效率(lv)(lv)(lv)能(neng)達到(dao)14.62%,如果采用(yong)開(kai)口(kou)為(wei)8.2m的(de)(de)新(xin)集熱(re)器,光(guang)熱(re)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)和光(guang)電(dian)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)都能(neng)進一(yi)步提升,基本能(neng)夠接近現(xian)有熔(rong)鹽(yan)塔式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)整體(ti)的(de)(de)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)。在目(mu)(mu)前技(ji)術水(shui)平下,如果用(yong)更(geng)新(xin)一(yi)代的(de)(de)集熱(re)器,光(guang)電(dian)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)(lv)(lv)可(ke)(ke)能(neng)超(chao)出傳統(tong)熔(rong)鹽(yan)塔式(shi)(shi)電(dian)站(zhan)。


大家可(ke)以看到(dao),光(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)跟光(guang)電(dian)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)可(ke)能有一(yi)個不(bu)同(tong)的趨勢。從傳統(tong)火電(dian)來看,后端發電(dian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)越高,整個系(xi)統(tong)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)肯定越高,但是(shi),在(zai)(zai)光(guang)熱(re)(re)(re)領(ling)域(yu),因為存(cun)在(zai)(zai)光(guang)到(dao)熱(re)(re)(re)的轉(zhuan)化(hua),槽式(shi)作為線聚(ju)焦(jiao)系(xi)統(tong)與塔式(shi)作為點(dian)聚(ju)焦(jiao)系(xi)統(tong),在(zai)(zai)光(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)上有明顯(xian)不(bu)同(tong)。槽式(shi)是(shi)典型的并列式(shi)、單(dan)模(mo)(mo)塊組成的系(xi)統(tong),規(gui)模(mo)(mo)大和(he)小對于槽式(shi)系(xi)統(tong)的效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)幾乎沒有影(ying)響,一(yi)條回(hui)路(lu)和(he)一(yi)百條回(hui)路(lu)對光(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)不(bu)會有太大影(ying)響,50MW電(dian)站跟200MW電(dian)站的集熱(re)(re)(re)場的整體效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)基本不(bu)變,當然母管道的傳熱(re)(re)(re)損失(shi)會有所增加。


對(dui)于塔(ta)(ta)式(shi)電(dian)站(zhan)而(er)言(yan),比如(ru)裝機規(gui)模(mo)為(wei)50MW的(de)(de)(de)(de)電(dian)站(zhan),距離吸熱(re)塔(ta)(ta)近的(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)日(ri)鏡的(de)(de)(de)(de)光學效率肯定(ding)(ding)更高(gao)。如(ru)果裝機規(gui)模(mo)為(wei)200MW,鏡場面(mian)積(ji)會(hui)更大,在3公里以外(wai)的(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)日(ri)鏡的(de)(de)(de)(de)光學效率會(hui)有所降低。當然,在塔(ta)(ta)式(shi)技(ji)術路線(xian)中,電(dian)站(zhan)裝機規(gui)模(mo)由50MW到200MW,對(dui)定(ding)(ding)日(ri)鏡場的(de)(de)(de)(de)設(she)計也會(hui)不斷優化,從(cong)而(er)提升光熱(re)轉換效率。但是,由于槽式(shi)技(ji)術屬于線(xian)聚焦,采用真(zhen)空集(ji)(ji)熱(re)管(guan),目(mu)前來說,開口為(wei)5.8m的(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)熱(re)器(qi)大約有1.7m的(de)(de)(de)(de)焦距;如(ru)果集(ji)(ji)熱(re)器(qi)開口為(wei)14m,焦距大約為(wei)3m。從(cong)聚焦集(ji)(ji)熱(re)的(de)(de)(de)(de)角度來講,其效率還(huan)是相對(dui)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)。目(mu)前,槽式(shi)電(dian)站(zhan)管(guan)路系統(tong)非常長(chang),直(zhi)接(jie)采用熔鹽作為(wei)傳熱(re)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)話,就面(mian)臨防凝(ning)問(wen)題(ti),我們采用硅(gui)油介(jie)質(zhi),凝(ning)固點在-40℃以下(xia),不涉及防凝(ning)問(wen)題(ti)。


總而言之,隨著新(xin)技術(shu)的(de)(de)應用(yong),整(zheng)個電(dian)站的(de)(de)效率可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)提(ti)升(sheng)(sheng),回(hui)路(lu)(lu)數量(liang)(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)逐步(bu)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)。在(zai)(zai)(zai)(zai)占(zhan)地(di)面積方(fang)(fang)面,采用(yong)方(fang)(fang)案(an)一占(zhan)地(di)面積下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)超(chao)過10%,采用(yong)方(fang)(fang)案(an)二將超(chao)過20%;從回(hui)路(lu)(lu)數量(liang)(liang)(liang)來(lai)講,相對于基準方(fang)(fang)案(an),采用(yong)方(fang)(fang)案(an)一回(hui)路(lu)(lu)數量(liang)(liang)(liang)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)超(chao)過35%,采用(yong)方(fang)(fang)案(an)二回(hui)路(lu)(lu)數量(liang)(liang)(liang)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)超(chao)過60%。因(yin)此,我們采用(yong)開口為(wei)14m的(de)(de)集熱(re)(re)(re)器后,電(dian)站占(zhan)地(di)面積和(he)管(guan)路(lu)(lu)、集熱(re)(re)(re)管(guan)、跟蹤系統及儀器儀表等設(she)備的(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)都(dou)會(hui)(hui)實(shi)現(xian)大(da)(da)(da)幅下(xia)(xia)降(jiang)(jiang),整(zheng)個鏡(jing)場的(de)(de)集熱(re)(re)(re)器模塊會(hui)(hui)有極大(da)(da)(da)的(de)(de)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang),可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)說(shuo)回(hui)路(lu)(lu)數量(liang)(liang)(liang)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)超(chao)過60%,安裝(zhuang)(zhuang)工作(zuo)量(liang)(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)能下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)超(chao)過80%,整(zheng)個集熱(re)(re)(re)器的(de)(de)現(xian)場組裝(zhuang)(zhuang)會(hui)(hui)變(bian)得相當簡易;在(zai)(zai)(zai)(zai)泵功耗(hao)方(fang)(fang)面,在(zai)(zai)(zai)(zai)采用(yong)70mm管(guan)徑集熱(re)(re)(re)管(guan)的(de)(de)600m的(de)(de)回(hui)路(lu)(lu)中,使用(yong)旋轉接頭作(zuo)為(wei)柔性(xing)連接,包括356條回(hui)路(lu)(lu),會(hui)(hui)造成相當大(da)(da)(da)的(de)(de)泵功耗(hao)。在(zai)(zai)(zai)(zai)未來(lai),采用(yong)105mm管(guan)徑集熱(re)(re)(re)管(guan)、開口為(wei)14m的(de)(de)集熱(re)(re)(re)器的(de)(de)集熱(re)(re)(re)技術(shu)中,泵功耗(hao)會(hui)(hui)極大(da)(da)(da)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang),系統可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)和(he)穩定性(xing)也(ye)會(hui)(hui)得到(dao)很大(da)(da)(da)的(de)(de)提(ti)升(sheng)(sheng)。


最后,我想(xiang)總結(jie)一下(xia)槽(cao)式技術發(fa)展與(yu)產業化發(fa)展的方向(xiang),主要在(zai)于幾個方面(mian):


1.提升單(dan)(dan)回(hui)路集熱(re)器設(she)計點功率,可極大地降(jiang)低(di)單(dan)(dan)回(hui)路或者(zhe)單(dan)(dan)兆瓦的造價(jia)。


2.提高(gao)回(hui)路的光熱轉化效率(槽式(shi)電(dian)站不會因(yin)為規(gui)模擴大(da)而(er)降(jiang)低(di)效率,國際上都是往大(da)了做。例如,迪拜項(xiang)目裝(zhuang)機都是200MW,在未(wei)來(lai)可能不會看到100MW以下的槽式(shi)電(dian)站,因(yin)為它很容易實現規(gui)模化)。


3.減少回路數量,降低(di)集熱(re)場的綜合成本(包括基礎、管路、控制等)。


4.降低(di)主(zhu)循(xun)環泵功(gong)耗,降低(di)廠用(yong)電(冬季不(bu)用(yong)夜間泵送,不(bu)需要天然(ran)氣補(bu)燃,這些都會降低(di)運維(wei)成本)。


5.開(kai)(kai)發(fa)新一代反射(she)鏡。前段時間青島展館采用(yong)(yong)的超大面(mian)積的玻(bo)璃(li)幕墻(qiang),里面(mian)有(you)(you)薄膜(mo)涂層,可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)來(lai)(lai)發(fa)電,單塊面(mian)積十(shi)分大,這(zhe)種大型鋼(gang)化、高(gao)(gao)精度(du)(du)、雙面(mian)復合的建筑(zhu)玻(bo)璃(li)技術,近來(lai)(lai)得到(dao)了極大的提(ti)升。目前,我們(men)跟合作伙伴在(zai)開(kai)(kai)發(fa)的反射(she)鏡采用(yong)(yong)常規(gui)的建筑(zhu)厚玻(bo)璃(li)作為底板(ban),鋼(gang)化之后貼合,貼薄玻(bo)璃(li),反射(she)率(lv)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)做(zuo)得更(geng)高(gao)(gao),現在(zai)基(ji)本可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)達到(dao)96%,甚(shen)至是96.5%,反射(she)效率(lv)會(hui)得到(dao)有(you)(you)效的提(ti)升。同時,單片玻(bo)璃(li)面(mian)積也(ye)會(hui)非常大,將來(lai)(lai)我們(men)可(ke)(ke)(ke)能會(hui)用(yong)(yong)12m長的運輸(shu)車運反射(she)鏡。一輛車可(ke)(ke)(ke)能運幾(ji)十(shi)片,就可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)安(an)裝(zhuang)出幾(ji)個大型的SCE,運輸(shu)和安(an)裝(zhuang)的效率(lv)和匹(pi)配度(du)(du)會(hui)非常高(gao)(gao),整個集熱廠(chang)安(an)裝(zhuang)時間會(hui)極大地縮短。


6.采用(yong)高溫(wen)、低凝固點的(de)(de)(de)傳儲熱(re)材(cai)料,提(ti)升(sheng)汽輪機效率(lv)。在(zai)這(zhe)方(fang)面(mian),我們(men)采用(yong)硅油(you)技(ji)(ji)術(shu),也(ye)希望與合(he)作伙伴在(zai)這(zhe)個(ge)(ge)領域向前邁進,我相(xiang)信(xin),隨(sui)(sui)著整個(ge)(ge)光熱(re)市(shi)場的(de)(de)(de)擴大或者全(quan)球(qiu)光熱(re)市(shi)場的(de)(de)(de)發展,材(cai)料企業對光熱(re)市(shi)場關注(zhu)度(du)提(ti)升(sheng)之后(hou),新(xin)材(cai)料、新(xin)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)會(hui)有很好(hao)的(de)(de)(de)發展和提(ti)升(sheng)(類似于新(xin)能源(yuan)汽車,原(yuan)來鋰電池一直(zhi)處于不溫(wen)不火的(de)(de)(de)狀態(tai),隨(sui)(sui)著市(shi)場的(de)(de)(de)需求(qiu)、政(zheng)策的(de)(de)(de)引導(dao),現(xian)在(zai)這(zhe)個(ge)(ge)產業引入了超量資金,很多企業為鋰電池產業鏈上各個(ge)(ge)點的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)在(zai)投入大量資金進行(xing)研(yan)發,這(zhe)項技(ji)(ji)術(shu)發展得非常快),相(xiang)信(xin)光熱(re)行(xing)業只要有良好(hao)的(de)(de)(de)市(shi)場支(zhi)撐和政(zheng)策引導(dao),也(ye)會(hui)出現(xian)在(zai)各個(ge)(ge)環節你(ni)追(zhui)我趕的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)發展熱(re)潮(chao),這(zhe)也(ye)會(hui)成(cheng)為將來推動技(ji)(ji)術(shu)和成(cheng)本下(xia)降的(de)(de)(de)根本性力(li)量。


7.針(zhen)對(dui)(dui)大(da)(da)槽技(ji)術開發分(fen)散式驅動(dong)跟蹤技(ji)術。現在(zai)(zai)槽式集熱器(qi)設(she)計上,比較大(da)(da)的(de)(de)一個(ge)難點在(zai)(zai)于(yu)為了節約跟蹤成本,通常(chang)采(cai)用中央驅動(dong),一個(ge)驅動(dong)點帶動(dong)150m的(de)(de)回路,將來有可能(neng)(neng)帶動(dong)200多m的(de)(de)回路,這(zhe)(zhe)要(yao)求集熱陣列必(bi)須保持水平,這(zhe)(zhe)是因為槽式電站對(dui)(dui)場(chang)地(di)(di)有相應的(de)(de)要(yao)求,通常(chang)來講斜度不(bu)能(neng)(neng)超過3%,采(cai)用大(da)(da)開口的(de)(de)集熱器(qi)后(hou),兩(liang)個(ge)SCA就能(neng)(neng)實現相當大(da)(da)的(de)(de)熱功(gong)率。當然,現在(zai)(zai)驅動(dong)技(ji)術也在(zai)(zai)發展,使(shi)這(zhe)(zhe)個(ge)模(mo)塊變得更(geng)小,對(dui)(dui)地(di)(di)形(xing)的(de)(de)適(shi)應性更(geng)好,將來可能(neng)(neng)考慮(lv)使(shi)2-3個(ge)模(mo)組適(shi)應一片地(di)(di)形(xing),不(bu)需要(yao)對(dui)(dui)場(chang)地(di)(di)做臺階式的(de)(de)布置(zhi),能(neng)(neng)夠(gou)隨地(di)(di)形(xing)布置(zhi),這(zhe)(zhe)種情況(kuang)下,槽式電站對(dui)(dui)于(yu)場(chang)地(di)(di)的(de)(de)要(yao)求可能(neng)(neng)會降低(di),可選擇的(de)(de)廠址就會增加,這(zhe)(zhe)也是目前正在(zai)(zai)投(tou)入大(da)(da)量精力研(yan)發的(de)(de)一個(ge)方向。


以上(shang)(shang)幾點(dian)是我對槽式光(guang)熱發(fa)電技(ji)術以及產業(ye)化發(fa)展進(jin)行的簡單分析,相信隨著行業(ye)的發(fa)展,我們有更多的合作伙伴(ban)、有更多的光(guang)熱方面(mian)的技(ji)術專家(jia)、科(ke)研院所能夠投入到這(zhe)個(ge)領(ling)域(yu),讓(rang)我們在各個(ge)方向、各個(ge)點(dian)上(shang)(shang)推(tui)動(dong)這(zhe)個(ge)行業(ye)更快(kuai)地降低成本,更好地推(tui)動(dong)新產品、新技(ji)術的應(ying)用(yong)。


感謝(xie)大家關注(zhu)光熱的發展!謝(xie)謝(xie)!


提問:俞總,您好!我(wo)來自青島華豐(feng)偉(wei)業(ye)電力(li)科(ke)技工程(cheng)公(gong)司,我(wo)們負責NOOR2項目的(de)調試(shi),您介(jie)紹公(gong)司在做(zuo)大開(kai)口集熱器,那(nei)在抗風速方(fang)面(mian)有沒有研究呢?


俞科:中(zhong)國要(yao)(yao)特殊應對風(feng)速的(de)(de)(de)問題,就槽式(shi)項(xiang)目(mu)來講(jiang),德令哈項(xiang)目(mu)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)采用歐槽。內蒙相對于(yu)德令哈風(feng)速更高,風(feng)載提升(sheng)了(le)30%,所有集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)較德令哈項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)進(jin)行(xing)優(you)化(hua),當然,優(you)化(hua)之后,集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)重量(liang)提升(sheng)了(le),強(qiang)度(du)也提升(sheng)了(le)。當然,不(bu)僅僅是集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)本身,對于(yu)整個(ge)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)場(chang),包括防風(feng)墻的(de)(de)(de)布(bu)置、單(dan)條回路上有不(bu)同加(jia)強(qiang)型集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)和標準型集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)配置,并(bing)在風(feng)載測算(suan)中(zhong)對地基、立柱進(jin)行(xing)各種優(you)化(hua)。事(shi)實上,集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)場(chang)是非常復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)系統,并(bing)不(bu)是非常簡單(dan)的(de)(de)(de)標準化(hua)和模(mo)塊化(hua),我們要(yao)(yao)考慮到風(feng)速對于(yu)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)場(chang)的(de)(de)(de)影(ying)響。


提問:您(nin)介紹的十(shi)幾米長的反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)是(shi)(shi)比較長的,單片(pian)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)可能(neng)只需要6個(ge)固定的螺絲,但是(shi)(shi),對于(yu)十(shi)幾米長的反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing),有可能(neng)需要用(yong)幾十(shi)個(ge)螺絲固定,在這種情況下,你們公司有沒有針對大風(feng)情況下反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)的共(gong)振(zhen)進行研(yan)究(jiu)呢?


俞科:我剛(gang)才提到(dao)的(de)(de)是(shi)(shi)引(yin)入最新的(de)(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)與玻(bo)璃行業的(de)(de)設計理念和技術。現(xian)在我們采用(yong)的(de)(de)玻(bo)璃其實(shi)要(yao)符(fu)合(he)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)防風標(biao)準(zhun),槽式(shi)(shi)集熱器應(ying)該(gai)還不屬于高層建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu),通常建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)領域采用(yong)的(de)(de)幕(mu)墻(qiang)是(shi)(shi)要(yao)符(fu)合(he)高層建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物的(de)(de)設計標(biao)準(zhun)。就超大(da)鏡(jing)面的(de)(de)反(fan)(fan)射鏡(jing)而言,它與傳(chuan)統的(de)(de)反(fan)(fan)射鏡(jing)不一(yi)樣(yang),傳(chuan)統鏡(jing)面是(shi)(shi)柔性結(jie)構,這(zhe)種(zhong)鏡(jing)面是(shi)(shi)半鋼性結(jie)構,支(zhi)撐點(dian)很(hen)(hen)少。但是(shi)(shi),每個支(zhi)撐點(dian)承受的(de)(de)強度(du)會很(hen)(hen)大(da),支(zhi)撐點(dian)的(de)(de)形式(shi)(shi)與現(xian)在的(de)(de)也不一(yi)樣(yang),現(xian)在采用(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)陶瓷片來支(zhi)撐一(yi)個點(dian),整體是(shi)(shi)柔性結(jie)構,消除(chu)風載和振動。


在未來,反射鏡(jing)本(ben)身強度會(hui)非常高(gao),支(zhi)撐結(jie)構的(de)(de)設(she)(she)計(ji)會(hui)更加簡(jian)單(dan),支(zhi)撐點設(she)(she)計(ji)不會(hui)采用(yong)陶(tao)瓷片,而是采用(yong)類似塔式定日(ri)鏡(jing)使用(yong)的(de)(de)背板,用(yong)整體(ti)的(de)(de)背板來承受單(dan)點更大(da)的(de)(de)載(zai)荷,這(zhe)種設(she)(she)計(ji)理念同現有的(de)(de)槽(cao)式集熱器的(de)(de)設(she)(she)計(ji)理念不同,對于(yu)風載(zai)、對于(yu)鋼結(jie)構減重也會(hui)有不同的(de)(de)考量。


現有(you)的(de)集熱器(qi),比(bi)如(ru)單回路150m長(chang),集熱器(qi)開口為5.7m,中央驅(qu)動的(de)兩(liang)個(ge)點(dian)承受集熱器(qi)最大的(de)載(zai)荷(he),導致(zhi)所有(you)的(de)集熱器(qi)模塊(kuai)都必須(xu)為了滿足載(zai)荷(he)進行(xing)優化(hua)。對(dui)于(yu)(yu)分散式驅(qu)動系統,通常一個(ge)驅(qu)動點(dian)承擔兩(liang)三個(ge)、三四個(ge)SCE,SCE承受的(de)載(zai)荷(he)基本(ben)不(bu)用考慮,這樣可(ke)以大幅度(du)(du)削減(jian)鋼結構重量,抗風能力依然能夠達到類(lei)似要求。另外,其驅(qu)動跟(gen)蹤方(fang)式也不(bu)是單點(dian)驅(qu)動然后帶動兩(liang)端(duan),而是用分散式驅(qu)動,實現趨于(yu)(yu)一致(zhi)的(de)追蹤角(jiao)度(du)(du)。


提問:俞(yu)總好(hao)!我是兆陽的(de),很(hen)高興你們(men)在(zai)槽式上又有(you)了(le)(le)新的(de)開拓,使集(ji)熱(re)器的(de)性能更加優越,光學放大(da)倍數(shu)已經到133了(le)(le),你們(men)啟動的(de)最低DNI可以降到多(duo)少(shao)?因為有(you)時候(hou)DNI太小(xiao)啟動不了(le)(le),現在(zai)大(da)致到多(duo)少(shao)了(le)(le)?


俞科:這個我要(yao)詳細檢(jian)查一下(xia),因(yin)為通(tong)常啟(qi)動的(de)DNI是(shi)指晨間(jian)最早啟(qi)動時,能夠(gou)達到(dao)最低流量的(de)數(shu)值(zhi)。由于選址不(bu)同、緯度不(bu)同,DNI數(shu)據都有很大變(bian)化,最終把(ba)DNI根(gen)據太陽高度角折算出來一個槽面可以接受的(de)轉化過的(de)輻射值(zhi),這樣(yang)是(shi)相(xiang)對比較準確的(de),如果單用DNI,冬季(ji)和夏季(ji)DNI值(zhi)相(xiang)同,效(xiao)率(lv)會差(cha)很多(duo)。


提問:比如哈密呢?


俞科:現在可研(yan)中(zhong)用的還是傳統的開口為5.7m的集熱器,沒有將(jiang)概念設計(ji)(ji)應用到新項目中(zhong),預(yu)計(ji)(ji)2019年-2020年期間(jian)該技術會投入商(shang)業(ye)化應用。


提問:你(ni)們可能選擇了很薄(bo)的玻璃,如何抗(kang)冰雹(bao)呢?


俞科:薄玻璃現在也有(you)鋼化(hua)(hua),也有(you)非鋼化(hua)(hua)的(de)、貼(tie)合的(de)。比如有(you)冰(bing)雹(bao)的(de)情況下,單片破碎(sui)不(bu)(bu)會導致(zhi)鏡面崩(beng)裂。當然,如果考(kao)慮抗冰(bing)雹(bao),這種設計不(bu)(bu)是(shi)用前表(biao)面接受冰(bing)雹(bao)的(de)沖擊,而(er)是(shi)用后(hou)表(biao)面,因為(wei)后(hou)表(biao)面是(shi)建(jian)筑玻璃,如果一(yi)定(ding)要用最薄弱的(de)方(fang)做可(ke)能是(shi)有(you)問題的(de)。


提問:所以,天氣預報要(yao)很準。


俞科:當然,鋼化(hua)貼合的情況下,冰雹測試應該是沒問題的。


提問:我(wo)是(shi)(shi)來自中機電(dian)力的張慶寶,我(wo)有一個問(wen)題,上面說到單回路集熱器設(she)計點熱功率(lv),您(nin)提(ti)到1.8MWth、2.79MWth、4.38MWth,對應的設(she)計點DNI是(shi)(shi)多少?一般還有緯度吧?


俞科:光線垂(chui)直照射于(yu)槽(cao)面,入射角為0度,所以就不(bu)用考慮緯度了(le)。

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