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菲涅爾太陽能光熱發電技術之前景

發布者：本網記者ROBIN | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 3評論 | 41582查看 | 2012-09-01 07:25:00

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：直到今天，菲涅爾式光熱發電技術依然以示范為主，未能實現成熟的商業化應用。但伴隨技術的長足進步，菲涅爾式光熱發電的成本開始逐步向成熟的槽式光熱發電看齊。

　　目前，世界上在運行的最大的菲涅爾式光熱發電站，30MW的Puerto Errado 2光熱電站在西班牙運行情況良好。很遺憾的是，全球目前專業做菲涅爾光熱電站的企業少之又少。

　　德國的Novatec太陽能公司和法國的阿海琺太陽能公司分別依托ABB集團和阿海琺集團的強大實力，積極開展菲涅爾式光熱發電技術的產業化應用。他們眼中的菲涅爾式太陽能熱發電技術的前景是什么樣的呢？

不得不說的優點

　　菲涅爾式光熱發電技術可以稱之為是槽式技術的特例。其基本原理與槽式技術類似，與槽式的不同之處在于其使用平面反射鏡，同時其集熱管是固定式的。從這兩個方面的設備構成來看，菲涅爾式熱發電的建設成本相較槽式技術來講更低一些。

　　Novatec太陽能公司負責市場和產品發展的董事會成員Martin Selig表示，菲涅爾式光熱發電技術的綜合性優點體現在其結構更加簡單，固定式的集熱管配套簡單的管道系統，不需要活動的管道連接裝置；同時，其對傳熱介質的選擇可以更加靈活，這同樣是因為固定式的集熱管可以更好地適應不同類型的傳熱介質，包括水、導熱油、熔融鹽等等。特別是當使用熔融鹽做傳熱介質時，可以與后面的熔鹽儲熱系統搭配應用。

　　根據國際可再生能源機構IRENA此前發布的一份報告顯示，菲涅爾式光熱發電區別于槽式熱發電技術的最大優點在于這種技術可以使用更加廉價的平面玻璃作為反射鏡，這種鏡子的生產相對槽式的拋物面鏡的生產成本要低很多，同時，由于其鏡子的支撐結構更加簡單，整個光場系統建設所需的鋼材和混凝土的消耗量也會大大下降，這會帶來電站成本上的下降。

　　同樣，美國能源部的光熱發電商業化應用研究結論也強調，由于菲涅爾式光熱發電鏡場系統的反光鏡安裝密度更大，使其占用的土地面積相對更小，這提供了更多節約成本的可能性。菲涅爾技術的光場集熱系統的設備制造成本和安裝成本都較槽式技術更具優勢。

　　另外，由于菲涅爾反光鏡是固定位置的，同時以微小的傾斜角度平放，這使其可以保持較好的結構穩定性，降低集熱損失，減少因大風造成的反光鏡被破壞的機率。而相對來看，槽式反光鏡因為往往有較大的傾角而造成風阻過大，一旦大風來臨，很可能造成大面積的反光鏡系統被毀。更為重要的是，同樣一根集熱管，對應的菲涅爾反光鏡鏡面更大，反射的熱量也更多，同樣功率的電站，相對槽式來說，其所使用的集熱管數量會減少，對于造價高昂的集熱管來說，使電站整天成本下降很可觀。

　　再者，菲涅爾式反光鏡的制造成本大約為槽式拋物面鏡的一半左右。同時，其維護和清潔更加簡單省力，可以完全實現自動化清洗維護。

　　根據今年以來的發展狀況來看，槽式熱發電技術看起來已經到達了發展的瓶頸期，成本下降空間已經很小。而菲涅爾式和塔式技術明顯還有較大的成本下降空間。　　

　　傳統上，一個水冷緊湊型菲涅爾式光熱發電站的用水量要高于槽式熱發電，但通過一種新的改進型菲涅爾式發電技術，可完全避免此項缺陷。

　　過熱蒸汽發生器是阿海琺太陽能和Novatec太陽能菲涅爾光熱發電的核心組件，通過特制的真空接收管產生高壓高溫蒸汽（高達500攝氏度，高于一般槽式的400攝氏度），而不需要化石燃料輔燃，不增加額外成本。顯而易見，更高的蒸汽溫度意味著更高的發電效率。

　　Novatec太陽能資源評估工程師Stefan Nelles表示，菲涅爾技術集熱系統的熱損失也低于槽式技術。

技術的進步

　　緊(jin)湊式(shi)線型(xing)菲涅(nie)耳發電可配置空(kong)(kong)冷或(huo)水(shui)冷設施(shi)，在陽光資源(yuan)(yuan)豐富(fu)的沙漠地區，水(shui)資源(yuan)(yuan)十分(fen)寶(bao)貴，空(kong)(kong)冷可節約大約90%的水(shui)耗(hao)量，因此空(kong)(kong)冷技術(shu)的應用(yong)將會(hui)更加(jia)普遍。

　　阿海琺太陽能全球業務副總裁Jayesh Gopal表示，“我們的菲涅爾發電技術僅僅需要消耗槽式電站一半的用水量。雖然水冷技術效果更好一些，但在缺水的沙漠地區，空冷是最好的選擇。”Martin Selig也表示，如果水資源短缺，空冷是節約水消耗的最佳途徑。

　　Novatec太陽能和阿海琺太陽能兩家公司都在積極研發熔鹽作為菲涅爾光熱發電技術的傳熱儲熱解決方案。雖然熔鹽儲熱在槽式和塔式電站中都有成熟的應用案例，但在菲涅爾光熱發電技術中還處于初級研發階段。

　　Novatec正在開發熔鹽作為傳熱介質的技術，他們已經建設了一個示范回路并已經在其開發的西班牙Puerto Errado 1 1MW菲涅爾光熱電站進行了實際測試。

　　另一方面，阿海琺太陽能正在示范熔鹽儲熱系統的應用。Jayesh Gopal表示，到2013年初，預計將完成一個CLFR（線性緊湊型菲涅爾光熱發電）熔鹽儲熱項目并正式開始市場推廣。

新興的市場

　　印度、澳大利亞、中東等其他新興市場的光熱發電產業發展迅速。阿海琺和Novatec都在積極開拓新興市場。

　　阿海琺太陽能最近已經成功進入了幾個海外市場，在中東地區，阿海琺在沙特建立了區域辦公室。Jayesh Gopal表示，中東地區的沙特、摩洛哥、約旦等國家都對太陽能熱發電的發展寄予厚望，他們正在考慮給予相關政策上的支撐以促進太陽能發電的發展。因此我們選擇在這里設立辦公機構。

　　印度正在建設一個250MW的大型菲涅爾式光熱電站，位于印度拉賈斯坦邦，項目開發商為印度信實電力有限公司，項目EPC商為阿海琺太陽能，由兩個125MW的菲涅爾光熱發電項目組成，是目前亞洲在建的最大的光熱電站項目。預計將于2013年5月投運。

　　另外，Novatec在西班牙成功建設了當前全球最大的菲涅爾光熱電站項目，Puerto Errado 2目前的運行情況良好。

　　據統計，截至2012年3月，全球共有1.9GW的光熱電站裝機容量，其中約1.8GW為槽式光熱電站。但未來這一勢頭不會再長期持續下去，我們已經可以隱約看到菲涅爾式光熱發電技術全面商業化應用的曙光。

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