發布者:本網記者Alice | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6262查看 | 2015-02-02 12:31:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:和全球大多數已建成的光熱發電項目不同,Shams1光熱電站建設在真正的沙漠環境中的獨特性使其成為全球光熱發電項目開發史上的重要里程碑。
Shams1電站于2013年3月份投運,其即將迎來投運兩周年,根據目前的項目運行情況來看,可以說這個項目是成功的。
Shams1項目經理將該電站稱為全球大規模光熱發電項目開發可以借鑒學習的關鍵里程碑項目。特別是對于在純沙漠地區開發建設的光熱電站而言,Shams1是一個很好的典型學習案例。
由于該項目建設于沙漠環境中。其主要面臨有三個方面的重要挑戰,即大風、沙塵和水資源問題。這也是在沙漠地區開建光熱電站可能面臨的一致難題。目前在西班牙和美國等地已建成的光熱電站中,還沒有一個的環境條件如Shams1這般惡劣,雖然也有不少項目建設在沙漠地區,但項目地的實際條件并非我們想象的典型的流沙覆蓋的地貌,而多為砂石和土等覆蓋的類沙漠地區,受流沙和沙塵暴的影響要較實際的沙漠小很多。
Shams1最大的不同之處即在于這是一座真正的建設在純沙漠區域的大型光熱電站,從這一角度來講其已創造了歷史。在全球很多地區,要將光熱電站更大規模地開發,可能必須考慮在類似Shams1所在地這樣的沙漠地區進行開發,這將可以大大增加光熱電站的可開發利用面積。
Shams1項目的經驗由此看來更為可貴。在該電站面臨的最大環境問題即大風問題上,Shams1采用了建設擋風墻以削減風的能量的方案。當地頻繁的大風有時能達到颶風級別,將可能對反射鏡系統造成破壞。這對于光伏發電項目同樣需要注意,特別是采用薄膜電池技術的光伏電站可能更易受其影響。

圖:Shams1電站的擋(dang)風墻
沙漠地區的大風有時候難以預測,難以通過自然或人工干預的方式主動減小風的侵襲。風中夾雜著的沙子顆粒在高速流動中極易對反射鏡造成破壞,出現鏡面刮花這類常見缺陷后將降低反射鏡的反射率和光學效率。此時通過被動的方式即設置擋風墻就成為必須,Shams1電站采用的擋風墻高達7米,可以有效降低風速,減小其對數量眾多的集熱器系統的破壞。在2014年經歷的數次沙塵暴襲擊中,僅有不超過30面反射鏡被損壞。這對于建在沙漠中的Shams1項目而言,損毀率已經十分低了,圍繞于(yu)電站四(si)周的擋風(feng)墻對此(ci)起到(dao)了重要作用。項目采用的(de)是Flabeg的(de)非鋼化反射鏡(jing)。

圖:電站空(kong)冷系(xi)統和(he)反射鏡自動(dong)清洗機器(qi)人
同時,沙塵襲來后將對反射鏡的清潔度造成嚴重影響,這對于沙漠中的光熱電站而言,鏡面清潔的難度和工作量要遠遠大于常規環境中建設的光熱電站。即便沒有沙塵暴襲擊,鏡面的清洗頻率也要頻繁很多。Shams1項目采用了可以自動清洗的機器人,這大大削減了電站的運維成本,保證了電站的運轉效率。
對于沙漠中的水資源緊缺問題,Shams1電站采用了空冷系統,年節約耗水量達200萬加侖。空冷系統正成為在沙漠地區開發光熱電站的主流選擇,雖然采用空冷技術,將需要消耗大量廠用電,這將間接拉高度電成本,同時其冷卻效果也并不太好。但在中東、中國西北部的沙漠戈壁等地區開發光熱電站,很多時候會面臨水資源短缺的嚴峻挑戰,采用空冷將成為不得已的選擇。
Shams1電站在2014年的年實際發電量達到了近2.15億度,而設計發電量為年發電量1.93億度,實際發電能力超出預期約12%。這一結果雖然一方面歸因于其采用了當地廉價的天然氣來進行補燃,但綜合來看其實際表現依舊超出了預期。
更多其它的光熱發電項目正開始借鑒Shams1項目的成功經驗,如SolarReserve和ACWA將在南非開發的100MW的Redstone熔鹽塔式光熱電站,已確定將采用空冷系統來最小化水資源消耗。

圖:Shams1項目(mu)的天然氣(qi)輔(fu)助加熱器系(xi)統(tong)
在Shams1電站開始部署開發之時,可能是考慮到項目地廉價的天然氣資源,而未給這一大型光熱電站配備儲熱系統。實際上該項目確實燃燒了大量天然氣來維持系統的平穩運行,從這一角度來看這個電站也類似于一個ISCC聯合循環項目。在天然氣資源豐富而廉價的中東,燃燒天然氣相對配置儲熱系統而言更具經濟性,至少目前來看是如此。
Shams1電站也被認為是全球最昂貴的光熱發電項目之一,其總投資超過6億美元,相對于零儲熱配置的光熱電站而言,這一投資相對較高,但從該項目的實際建設情況來看,這一投資具有其合理性,真實的沙漠環境,惡劣的自然條件等都會增加項目的各種建設和運維支出。
無論如何,Shams1最大的標志性意義在于這是全球第一個真正意義上的沙漠光熱電站,而且其取得了成功,這對光熱發電項目的未來開發具有重要意義!