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李強波分享碟式斯特林光熱電站的開發及運維經驗
發布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 11386查看 | 2015-07-08 18:31:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2015于6月25~26日在京盛大召開，科林潔能（北京）新能源科技有限公司項目總監李強波出席本屆大會，并分享了碟式斯特林光熱電站的開發及運維的相關經驗。

下面刊出的是李強波演講的主要內容：（注：本文根據速記和錄音資料整理，文章內容未經演講者本人審閱。）

　　各位下午好，因為今天的主題是光熱電站開發之道，所以今天由我來做這個演講，我是瑞典Cleanergy公司的李強波，是公司的項目總監，項目方面我來負責。
 
圖：李強波發表演講

　　大家可能對我們公司的英文名字比較熟悉，叫Cleanergy,那么我們的公司中文名字是瑞典科林潔能公司，我們公司在兩年前也在中國成立了分公司。我們公司基于斯特林發動機有兩個方案，第一個方案是光熱斯特林太陽能發電，第二是應用于垃圾填埋氣、天然氣和沼氣的CSP熱電聯產發電。這兩個產品的型號的核心都是斯特林發動機，左邊這個產品目前主要開發的市場分別在中國、中東、非洲以及在歐洲的南部地區，包括塞浦路斯這些國家。左邊是太陽能光熱電站，這個電站的型號輸出是13千瓦，大家可能比較熟悉我們在鄂爾多斯的發電機是11千瓦，最近我們對該型號斯特林發動機升級到了13千瓦。右邊的熱電聯產發電機輸出主要是有兩個，第一個是電力輸出，是9千瓦；另外一個輸出是熱水，是25千瓦，這款設備目前我們主要是在歐洲、美國和英國這些國家推廣。今年我們也新做了一個決定，關于這款熱電聯產發電機我們下一步也會在中國市場做示范項目和應用推廣。

 
圖：Cleanergy公司的碟式斯特林光熱發電系統

　　因為今天的主題是光熱電站，所以今天我的演講也主要側重于光熱電站。如圖是我們公司生產的碟式斯特林發動機，符號1就是斯特林發動機，符號2為懸臂，符號3就是碟盤，再往下是塔桶，它是負責支撐碟盤的，這是斯特林發動機的整體結構單元。其實碟式斯特林發電機的工作原理非常簡單，目前面積為55平米的碟盤負責接收太陽光，把太陽光吸收反射到斯特林發動機的接收面，接收面的溫度是1000多℃，搜集的光熱對斯特林機里面的介質進行加熱，目前里邊的氣體使用的是氫氣，很多人記得有氦氣，氦氣的效率相對于氫氣要低一些，目前我們氫氣斯特林機的功率可以達到13千瓦，未來還可以達到15千瓦。
 

圖：斯特林發動機的工作原理示意圖

　　如圖，左邊的熱缸，進行加熱之后會膨脹，推動活塞來進行運動，右邊是冷氣缸，左邊的溫度是760℃到800℃，右邊溫度是80℃左右。

　　我們為什么選擇斯特林發動機技術呢？
　　第一，雖然光熱發電技術路線有很多種，有槽式、塔式、碟式和菲涅爾式，而碟式斯特林光熱發電技術是目前光熱發電效率最高的，可以達到25%到34%，我們在鄂爾多斯監測到的數據顯示光熱發電效率達到了25%，而我們在迪拜最新建的電站光熱發電效率可以達到27%，在未來我們甚至可以達到更高的效率。
　　第二、不需要消耗水，在發電過程中沒有任何水的消耗。
　　第三、斯特林發動機是純模塊化的東西，可以建十臺也可以建一百、一千、甚至上萬臺都是沒有問題的，可以隨意的擴展。還有一個特點是它的土建費用比較低，碟盤和斯特林發動機都是在工廠生產，現場組裝時直接安裝就可以了。
　　最后一點是碟式斯特林光熱發電技術成本下降的潛力很大，這是我們在去年CPC會議上擬定的標題，今天介紹的重點則主要集中在電站上。
 

圖：Cleanergy公司在中國內蒙鄂爾多斯建設的示范電站

　　如圖所示，2012年時候我們在中國鄂爾多斯建立了第一個示范電站，鄂爾多斯這個地區的特殊之處是在沙漠地區，我們所建的電站左邊是毛烏素沙漠，它的特點就是冬天的時候晚上非常冷，大概可以達到零下20℃左右的氣溫。該電站是在2012年9月份投入運行，位置實在鄂爾多斯的烏審旗，當時的規模是單臺 10千瓦，后來升級到11千瓦，一共是10臺，一共110千瓦的碟式電站。園區的配置是和50兆瓦電站是完全一樣的，50兆瓦電站有什么鄂爾多斯電站就有什么，包括了控制系統、園區監測系統、天氣監測系統等。
 

圖：Cleanergy鄂爾多斯示范電站的電力輸出曲線

　　圖中是該電站的實際輸出曲線，早晨的時候很多人問過我一個問題：發電機怎么啟動？我們是自啟動，它會監測DNI的閥值，假設這個DNI閥值定在200或是280，當太陽光超過閥值的時候斯特林發動機會自動跟蹤太陽來進行發電，這個是非常高的一個輸出，采用雙軸跟蹤系統，所以輸出很穩定。

　　從我們2013年1月到2013年10月累計的數據來看，整個園區運行率為96.4%，剩余3.6%是對斯特林發動機進行升級和改進，以及很多的測試過程，未來50兆瓦電站如果運行和維護得當的話，整個園區運行率應該可以達到99%以上。
 

圖：Cleanergy鄂爾多斯示范電站的性能數據統計模型

　　如圖，這是我們在鄂爾多斯的11千瓦的斯特林發動機基于37000個實際采樣點所得到的模型，你可以看到橫軸是DNI曲線，縱軸是輸出的功率，幾乎和DNI呈線性的關系，和外界的溫度和風速也是有關的。

　　現在我們又推出了13千瓦的機型，也就是說未來如果建電站都是基于13千瓦的斯特林發動機，而不再是10千瓦。以前我們的發電機原來型號是V161，未來不再是10千瓦，也不再是11千瓦，而是13千瓦的斯特林發動機，這是它的輸出波形曲線，也是DNI函數的性能曲線。

 
圖：Cleanergy在迪拜建設的光熱示范電站

　　現在講一下我們今年5月份竣工的迪拜示范電站，在這個電站中我們采用了與鄂爾多斯項目不同類型的碟盤，鄂爾多斯項目的碟盤輪轂和支架是在后面，而迪拜項目的碟盤它的支架是在里邊，和傘的形狀是幾乎一樣的。迪拜的碟盤我們進行了升級，碟盤面積是52平米，不再是55平米了。這個電站在施工的時候非常麻煩，因為迪拜夏天的溫度特別的高，大概能夠達到50多度，我們的工程師幾乎是凌晨兩三點開始施工，九十點太陽出來就停工，一直到夜里再重新施工。
 

圖：Cleanergy迪拜示范項目位置及現場

　　電站的位置在右下角的Google地圖上，當時以迪拜國王來命名的示范電站，這個電站和迪拜水利水電局共同開發建設的，左上角這張圖是十臺發電機發電的波形，最新的照片沒有發過來，我們特意買了最新中國產的無人機拍攝一些航拍的圖片。
 

圖：Cleanergy迪拜示范項目斯特林機的波形

　　這
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1人參與
hyl889
10-25kw的斯特林發電機非常適合在分布式光熱發電，但希望能重視應用在小型塔式上，須要將機器的吸熱器改造一下，可以接收四面定日鏡反射來的陽光，希望聯系。
2015-12-08 11:18:21
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