CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：為了保證鏡面的反射率，光熱電站都需要定期對反射鏡進行清潔，這就意味著電站運維過程中需要消耗大量的水資源。而全球大部分的光熱電站都建于DNI值較高的沙漠及干旱地區(qū)，因此，如何有效節(jié)水就成為決定光熱電站運營成本的關(guān)鍵因素之一，這也是令運營商們頭疼不已的一個難題。

　　以阿布扎比100MW的Shams 1槽式光熱電站為例，其地處干旱少雨的沙漠環(huán)境且空氣中充斥著高濃度氣溶膠，因此每年用于清洗鏡面的水量達500萬加侖。在阿拉伯海灣，空氣中的灰塵附著于反射鏡面，在其表面形成僅靠氣壓無法去除的堅固的泥垢層。

　　定期進行鏡面清洗工作對于確保光熱電站的高效運行是至關(guān)重要的。波士頓大學(xué)有學(xué)者發(fā)表了題為“聚光太陽能集熱器受侵蝕的影響”的研究論文，給出了曲線圖如下表所示：

　　光熱電站用水量可減少70% 功率輸出提高2％-3％

　　目前，一些光熱研究團隊正在開發(fā)新技術(shù)以優(yōu)化清洗策略，從而盡可能地減少用水量并進一步提高光熱電站的市場競爭力。據(jù)了解，法國能源研究中心CEA正在主攻一個歐洲的研究項目，該項目于2016年初推出，為期3年，由歐盟的“Horizon 2020支持計劃”出資，主要負責(zé)開發(fā)新型水處理技術(shù)，用于清潔太陽島鏡面和發(fā)電區(qū)冷卻系統(tǒng)。

　　WASCOP研究團隊計劃在將光熱電站所需水量降低70％至90％的同時提高2％-3％的功率輸出。該團隊現(xiàn)正在歐洲、北非和中東等多個地點進行一系列防污與創(chuàng)新的清潔技術(shù)及電站檢測技術(shù)的測試。

　　WASCOP合作伙伴IK4-Tekniker的西班牙技術(shù)中心市場總監(jiān)Itziar Azpitarte表示：“初步測試結(jié)果顯示，WASCOP可以達到減少70％電站用水量的初期目標(biāo)。應(yīng)用于科威特50MW Shagaya光熱電站的技術(shù)測試結(jié)果表明該技術(shù)可將電站清洗頻率降低65%。Shagaya電站預(yù)計于2017年12月投運，屆時年耗水量約為4萬立方米，但借助于WASCOP的技術(shù)，年耗水量可以降至1.4萬立方米，這將使電站的運營成本減少約10萬歐元（約合人民幣79萬元）/年?！?/p>

圖：光熱電站每年用于清洗的水量可達數(shù)百萬加侖。（圖片來源：SEIA）

　　采用數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù) 手機智能檢污 

　　為優(yōu)化電站清洗過程，并最大限度地減少用水量，MinWater CSP研究小組也開展了一個為期三年的研究項目，該項目同樣獲得了歐盟Horizon 2020支持計劃的資助，目前正在研發(fā)新型檢污設(shè)備等新技術(shù)。

　　MinWater CSP的搭檔Fraunhofer ISE（德國）和商業(yè)合作伙伴Process Systems Enterprise（PSE）正在與鏡面維護專家ECILIMP Termosolar展開合作，擬將全自動檢污器集成到ECILIMP的清洗系統(tǒng)中。

　　這種pFlex便攜式反射計可檢測拋物槽曲面鏡、定日鏡和線性菲涅爾集熱器上的污垢，并可通過智能手機用戶界面進行操作。

　　而WACSOP研究人員開發(fā)了一種應(yīng)用于光熱電站鏡面表層的傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可結(jié)合鏡面反射率、著污速度和接收器透射率等數(shù)據(jù)來綜合判斷鏡面和集熱管何時必須加以清洗。。Azpitarte表示：“該系統(tǒng)可以優(yōu)化清洗步驟并最大限度地減少太陽島的光損耗量。這些設(shè)備可最多節(jié)約25%的用水?！?/p>

　　提高水源循環(huán)使用力度

　　WASCOP研究團隊的另一個小組正在開發(fā)新型鏡面清洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理是收集早上凝聚在鏡面的露水并借助重力使其沿鏡子移動，從而達到清潔鏡面的目的。據(jù)開發(fā)商介紹，該系統(tǒng)無需額外水源，可獨立保持鏡面清潔。

　　毫無疑問，進一步改善水回用狀況將有助于提高光熱電站的效率。電站在發(fā)電過程中會生成大量廢水，但事實表明，大部分已投運的光熱電站的清洗系統(tǒng)都未對噴灑水進行回收利用。而這些原本泄漏到土壤中的水是可以被收集處理并加以重新利用的。Al Akhawayn研究表明，在摩洛哥Noor項目中，運營商在不進行水回用的情況下每年需使用超過3650萬升除鹽水來進行鏡面清洗。

　　類似地，目前清洗Shams1電站的廢水由于含有灰塵和有機污染物而沒有被回收。因此，阿聯(lián)酋Masdar研究所正在開發(fā)膜系統(tǒng)來過濾細粉塵并降低污染物。至于清洗車輛和設(shè)備也可以作出改善。Shams電力公司目前正在研發(fā)如何改裝Shams 1電站的清洗卡車，使其更高效并減少用水量。

　　而MinWaterCSP研究人員開發(fā)了一種清洗卡車系統(tǒng)，該系統(tǒng)可回收鏡面流水。據(jù)稱，該系統(tǒng)的一部分將用于兩個主要的商業(yè)光熱發(fā)電項目。