來(lái)源:人民日?qǐng)?bào) | 3評(píng)論 | 5404查看 | 2013-01-04 11:47:00
北京西北75公里,延慶縣八達(dá)嶺長(zhǎng)城腳下。
站在長(zhǎng)城上向南遠(yuǎn)眺,一個(gè)白色柱狀的“大家伙”聳立在藍(lán)天之下;一側(cè),上百片碩大的玻璃面板,把太陽(yáng)光反射到它上面。
這個(gè)不久前建成的大家伙就是我國(guó)、也是亞洲首個(gè)太陽(yáng)能熱發(fā)電站的吸熱塔。其建造者之一、中科院電工所研究員王志峰不敢相信:4年前這兒還是一片雜草叢生的荒地,如今居然成了長(zhǎng)城一景。
蛻變背后,是以中科院電工所為首的863項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以及13家項(xiàng)目建設(shè)單位,為建造實(shí)驗(yàn)電站上千個(gè)日夜的鉆研和努力。
最初做的鏡子
遇到風(fēng)就像野鴨子亂拍翅膀
2006年前,我國(guó)在太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)方面還是一片空白,建設(shè)太陽(yáng)能熱發(fā)電電站更無(wú)先例可循。
王志峰說(shuō),由于沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)借鑒,無(wú)論安裝、調(diào)試還是其它工作,都會(huì)有很多意想不到的困難。
電站建設(shè),很重要的一部分是做出高精度、低耗能的定日鏡,讓這些“向日葵”能聚集起足夠的太陽(yáng)光,把光熱轉(zhuǎn)化為電能。
“電站工作時(shí),光束中心溫度能達(dá)到1600多攝氏度,稍有誤差,不僅不能收集熱能,吸熱塔也將被燒掉?!蓖踔痉逭f(shuō)。
之前我國(guó)從來(lái)沒(méi)做過(guò)商業(yè)化的定日鏡??蒲腥藛T在10余年科研積累的基礎(chǔ)上,反復(fù)試驗(yàn),研制出不同面積和結(jié)構(gòu)的8種定日鏡;經(jīng)過(guò)4代更新,終于做出了精度高、重量輕、電耗低、安裝快的定日鏡。
“我們剛開(kāi)始做出來(lái)的鏡子,就像野鴨子,一遇風(fēng)就亂拍"翅膀";現(xiàn)在八達(dá)嶺即使有六七級(jí)的大風(fēng),偏轉(zhuǎn)也不超過(guò)0.2度,誤差縮小到了頭發(fā)絲粗細(xì)。
解決了安裝難的問(wèn)題,現(xiàn)在100平方米的鏡子,兩個(gè)員工最多兩天就能安裝好了?!被拭鞴炯夹g(shù)研發(fā)中心副部長(zhǎng)于家伍說(shuō)。
因?yàn)殡y度大、工期緊
取消了所有節(jié)假日
王志峰說(shuō),以后太陽(yáng)能熱能發(fā)電要推廣,主要站址還是在西北地區(qū),因此實(shí)驗(yàn)站必須建在與西北氣候接近的地方?!斑@也是電工所嚴(yán)陸光院士在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)一再囑咐我們的?!蓖踔痉鍙?qiáng)調(diào)。
西北長(zhǎng)城,正值燕山風(fēng)口之上,冬季可低至零下20多攝氏度,北京低溫極值就產(chǎn)生于此。
大風(fēng)、溫差大、冬季極寒,使這里有著近似西北的氣候。就在記者采訪幾天前,一場(chǎng)50多年一遇的大雪突降延慶,電站鏡場(chǎng)內(nèi)的積雪最高達(dá)2.2米。
“剛來(lái)時(shí)這里沒(méi)有廁所,沒(méi)有電視,只能住在簡(jiǎn)易房里,天黑后呼嘯的風(fēng)聲令人不寒而栗。吃的就更別提了,連個(gè)買菜的地方都沒(méi)有,一般人都呆不住啊?!币晃焕蠁T工回憶說(shuō)。
比簡(jiǎn)陋生活條件更需克服的,還有惡劣的天氣。
今年3月,氣溫零下15攝氏度,大風(fēng)使鋼塔頂端擺動(dòng)近半米。
就在此時(shí),65米的高塔上汽包漏水,而只有爬上塔頂逐一檢查零件才能排查出問(wèn)題。在大風(fēng)和極寒下進(jìn)行高空作業(yè),年輕小伙子都望而生畏。年近半百的電站負(fù)責(zé)人馬廣成沒(méi)有猶豫。他爬上塔頂排查每一個(gè)閥門,經(jīng)過(guò)3天的緊張工作,終于排除了故障。馬廣成仍不放心,站在高處盯著,直到王志峰催促多次才肯下來(lái)。
“有太陽(yáng)的天就是工作日,取消所有的節(jié)假日?!睘橼s工期,王志峰和大家這樣約定。
因?yàn)殡y度大、工期緊,從施工人員、技術(shù)人員到科研人員,從20多歲的小伙子到60多歲的老同志,從2009年正式開(kāi)工到今年發(fā)電成功,幾乎沒(méi)有放過(guò)假。
實(shí)驗(yàn)成功,電站一片沸騰
晚上大家都喝醉了
8月9日13點(diǎn)18分,電站負(fù)載合閘,綠色的電流將負(fù)載瞬時(shí)加熱。
發(fā)電電壓10.5千伏,頻率50赫茲!
這標(biāo)志著:我國(guó)第一次用太陽(yáng)能產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電運(yùn)行了!
“當(dāng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成果的一瞬間,電站一片沸騰,晚上大家都高興得喝醉了?!蓖踔痉逭f(shuō)。
電站持續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)建成了一個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽(yáng)能熱能電站,太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)步入世界先進(jìn)行列。
6年披荊斬棘,科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)交出了一份亮麗的成績(jī)單:從材料到系統(tǒng)集成,項(xiàng)目貫穿了太陽(yáng)能熱發(fā)電完整的技術(shù)鏈;單臺(tái)吸熱器直接產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽技術(shù)(DSSG)居于世界領(lǐng)先位置;編制了太陽(yáng)能熱發(fā)電第一部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);近5年來(lái)我國(guó)在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面的SCI文章總數(shù)躍居世界第二,此前幾乎為零……
“雖然我們完成了項(xiàng)目,建成了試驗(yàn)電站,初步掌握了電站集成技術(shù),但依然任重道遠(yuǎn)?!蓖踔痉逭f(shuō),太陽(yáng)能熱發(fā)電的持久性、穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步觀察、研究,成熟之后才能逐步推廣。
太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)介紹
太陽(yáng)能熱發(fā)電是通過(guò)“光—熱—功”的轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)現(xiàn)發(fā)電的一種技術(shù)形式,其在原理上和傳統(tǒng)的化石燃料電站類似。二者最大的區(qū)別在于輸入的能源不同,太陽(yáng)能熱發(fā)電采用的是太陽(yáng)能:聚光器將低密度的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成高密度的能量,經(jīng)由傳熱介質(zhì)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能,通過(guò)熱力循環(huán)做功,實(shí)現(xiàn)到電能的轉(zhuǎn)換。
和光伏發(fā)電不同,太陽(yáng)能熱發(fā)電主要利用法向直射太陽(yáng)輻射??稍偕茉窗l(fā)電技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)之一就是如何把能量?jī)?chǔ)存起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)電力的可調(diào)節(jié)性。太陽(yáng)能熱發(fā)電站可以帶有蓄熱系統(tǒng),將白天多余的能量?jī)?chǔ)存起來(lái),當(dāng)太陽(yáng)輻照不好時(shí),蓄存的熱能可以被釋放出來(lái),使汽輪機(jī)持續(xù)運(yùn)行,從而保證輸出電力的穩(wěn)定性,并增加全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)數(shù)。同時(shí),太陽(yáng)能熱發(fā)電站也可以利用化石燃料進(jìn)行補(bǔ)燃,可以在晚上或連續(xù)陰天的時(shí)候持續(xù)發(fā)電。除了電力輸出相對(duì)平穩(wěn)外,太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的主要受益點(diǎn)還在于其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響很小。一座太陽(yáng)能熱發(fā)電站,全生命周期的CO2排放僅為13—19g/kWh。
由于太陽(yáng)能熱發(fā)電的各種優(yōu)勢(shì),目前太陽(yáng)能熱發(fā)電正在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展。目前全球于運(yùn)行狀態(tài)的太陽(yáng)能熱發(fā)電站(包括示范電站)共45座,裝機(jī)容量總計(jì)約1500兆瓦。