新的集熱技術(shù)將為槽式光熱電站帶來哪些變革?
發(fā)布者:admin | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 11303查看 | 2018-07-06 18:54:00    
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:6月20日至22日,在中國國際光熱電站大會(huì)暨CSPPLAZA第五屆年會(huì)上,常州龍騰光熱科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱“龍騰光熱”)總經(jīng)理俞科就“光熱技術(shù)革新及其驅(qū)動(dòng)下的成本下降”就行了主題發(fā)言。


在本次發(fā)言中,俞科指出,槽式光熱發(fā)電技術(shù)較為成熟,現(xiàn)階段需要關(guān)注其規(guī)?;彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的問題,且槽式技術(shù)有很大的發(fā)展空間。


據(jù)俞科介紹,目前,龍騰光熱已積極開展項(xiàng)目立項(xiàng),建立開放式研發(fā)項(xiàng)目平臺(tái),擬引入智能制造及玻璃工業(yè)的最新技術(shù),在集熱器技術(shù)和傳儲(chǔ)熱技術(shù)領(lǐng)域取得更多技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)2025年光熱發(fā)電度電成本降低40%的目標(biāo)。


在上述概念設(shè)計(jì)方面,龍騰光熱已經(jīng)取得了一些成果:在其概念設(shè)計(jì)2020中,集熱器開口寬度約為8.2m,長度約為14m,采用3只管徑為90mm的集熱管,每只長度約為4.7m,峰值光學(xué)效率可達(dá)到81.44%,設(shè)計(jì)點(diǎn)光熱效率達(dá)到76.1%,設(shè)計(jì)點(diǎn)回路集熱功率可提升至約2.8MWth;在概念設(shè)計(jì)2025中,其借鑒了目前全球建筑及玻璃領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù),將玻璃制成約10m長、4m寬的規(guī)格,僅僅用8片玻璃,就組成開口約為14m、長度約為21m的集熱器模塊,配套的集熱管管徑為105mm、長度為約5.3m,其集熱效率及壓降控制都會(huì)得到非常有效的提升。


通過利用新的集熱技術(shù),可以有效地提高電站效率,并減少回路數(shù)量、減少占地面積、降低泵功耗、減少柔性連接及驅(qū)動(dòng)跟蹤系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電站成本的下降。


最后,俞科表示,我們希望在未來有更多的合作伙伴和技術(shù)專家能投入到光熱發(fā)電領(lǐng)域,促使產(chǎn)業(yè)在各個(gè)方向、各個(gè)點(diǎn)上更快地降低成本,并推動(dòng)新產(chǎn)品和新技術(shù)的應(yīng)用。



更多精彩內(nèi)容,請(qǐng)閱讀下面刊出的俞科的演講全文:


大家上午好!我很榮幸今天能夠給大家講槽式光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展的成本下降。那么,為什么要講槽式技術(shù)的發(fā)展呢?提及槽式光熱發(fā)電技術(shù),大家會(huì)覺得槽式技術(shù)是一項(xiàng)很成熟的技術(shù),現(xiàn)在需要關(guān)注其規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化的問題。今天我要講的主題即為槽式技術(shù)一直在發(fā)展,并且存在很大的發(fā)展空間。


首先,我先介紹國際上兩個(gè)比較典型的槽式項(xiàng)目。第一個(gè)項(xiàng)目是美國裝機(jī)280MW的Solana槽式光熱電站,這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行若干年了,我們?cè)诰W(wǎng)上能查到關(guān)于該項(xiàng)目的諸多數(shù)據(jù):它采用傳統(tǒng)的聯(lián)苯-聯(lián)苯醚導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì),配置6小時(shí)的熔鹽儲(chǔ)熱,集熱器開口約5.8m,年設(shè)計(jì)發(fā)電量9.44億度。大家可以看到,當(dāng)?shù)毓赓Y源較好,DNI為2519kWh/m2,年均光電效率達(dá)到17.03%,美國Solana電站選址于光照條件相當(dāng)好、緯度也不高的地區(qū),因此即使是槽式技術(shù)也可以達(dá)到相當(dāng)高的轉(zhuǎn)化效率,由此也說明選址的重要性。同時(shí),我可以再提供一個(gè)數(shù)據(jù),2017年6月份,美國Solana電站單月凈發(fā)電量達(dá)到1.16億度,折合單月的凈滿發(fā)小時(shí)數(shù)為414小時(shí),從這個(gè)側(cè)面反映出該電站整體的發(fā)電能力是相當(dāng)驚人的。


另外一個(gè)項(xiàng)目是大家非常熟悉的NOOR2項(xiàng)目,其新穎之處在于采用Sener大開口集熱器,集熱器開口約6.8m,集熱管管徑為80mm,目前該電站已投入商業(yè)運(yùn)行,采用了4罐一組的形式來實(shí)現(xiàn)7小時(shí)的儲(chǔ)熱。我們?cè)诠艿男马?xiàng)目的可研中也采用了類似的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì),加之硅油的儲(chǔ)熱密度相對(duì)較高,這樣通過兩個(gè)儲(chǔ)罐的布置就可以實(shí)現(xiàn)100MW電站8.5小時(shí)的儲(chǔ)熱能力(借鑒了NOOR2項(xiàng)目的技術(shù)),Noor2項(xiàng)目是目前在運(yùn)行的槽式電站中技術(shù)水準(zhǔn)最高的一個(gè)項(xiàng)目。


下圖顯示的是標(biāo)準(zhǔn)集熱器、新設(shè)計(jì)的開口約8m的集熱器及另外一種超大開口的14m集熱器的概念設(shè)計(jì)圖,大家可以看到,按照人物模型比例,這三種集熱器的差異其實(shí)很大,大開口聚光集熱器作為槽式發(fā)展方向,主要有什么優(yōu)勢(shì)呢?



首先,大開口集熱器可以增加光熱轉(zhuǎn)換效率,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)降低結(jié)構(gòu)重量。同時(shí),通過提升組裝效率,降低組裝成本,減少回路陣列,相應(yīng)地減少土建基礎(chǔ)、管道、閥門、控制跟蹤及柔性連接等。由此,在降低成本的同時(shí),也能提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。


其次,集熱器開口變大的同時(shí)要擴(kuò)展集熱管的規(guī)格,制造更長的集熱管、實(shí)現(xiàn)更大的管徑,由此可以提升集熱管的光學(xué)效率,同時(shí)也能在生產(chǎn)過程中降低集熱管的制造成本。同時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)可以減少集熱管焊接的工作量,能降低管道流阻,減少系統(tǒng)泵耗。


再次,標(biāo)準(zhǔn)化的制造技術(shù)。目前,槽式集熱器由許多單體部件組成,這些單體部件需要在工廠進(jìn)行生產(chǎn),并且運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng),再進(jìn)行組裝。在未來的集熱器開發(fā)中,我們想通過設(shè)計(jì)優(yōu)化盡可能減少部件數(shù)量,更多地使用類似規(guī)格的材料,從而使生產(chǎn)更具有通用性。例如我們現(xiàn)下采用的集熱器技術(shù),涉及的材料規(guī)格就有六七十種,對(duì)于生產(chǎn)而言,就會(huì)帶來相應(yīng)的管理成本。對(duì)于運(yùn)輸而言,因采用預(yù)生產(chǎn)集熱器部件的方式,因此運(yùn)輸效率不會(huì)太高,由此會(huì)帶來很高的運(yùn)輸成本。


另外,在組裝技術(shù)方面,目前集熱器的組裝相對(duì)比較復(fù)雜(大家可以通過一些視頻、通過一些渠道能了解),需要通過一個(gè)組裝流水線、多個(gè)工序完成集熱器組裝。在未來,通過簡(jiǎn)化集熱器的設(shè)計(jì),我們會(huì)將集熱器的組裝工作變得更加簡(jiǎn)易,每平米集熱器消耗的組裝人工時(shí)會(huì)大幅縮減。


此外,在傳熱介質(zhì)方面,它一直是槽式光熱技術(shù)一個(gè)重要的研發(fā)方向?,F(xiàn)在,槽式電站工作溫度被限制在400多度,如果采用現(xiàn)有的熔鹽技術(shù)又會(huì)帶來很多電伴熱以及冬季維溫補(bǔ)燃等相關(guān)需求。因此,在未來,納米傳熱介質(zhì)等各方面研究是槽式技術(shù)領(lǐng)域更加關(guān)注的方向,這有利于整體提升電站運(yùn)行溫度、提升儲(chǔ)熱密度、降低凝固點(diǎn),減少冬季的運(yùn)維成本,同時(shí)能夠降低生產(chǎn)成本。


對(duì)于槽式光熱技術(shù)的發(fā)展,我們公司現(xiàn)在已經(jīng)在立項(xiàng),開發(fā)新型槽式集熱器,建立開放性平臺(tái),與合作伙伴們就不同的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行一些合作研發(fā)工作,項(xiàng)目總體立項(xiàng)是集熱器技術(shù)研發(fā)2025項(xiàng)目。


我簡(jiǎn)單介紹一下項(xiàng)目背景:國際能源署IEA光熱發(fā)展路線圖中預(yù)測(cè)光熱發(fā)電到2050年將滿足全球電力需求的11%,到2030年裝機(jī)將增至261GW,到2050年裝機(jī)將增至982GW;度電成本的下降是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的決定性因素。


關(guān)于項(xiàng)目目標(biāo):建立開放式研發(fā)項(xiàng)目平臺(tái),集中全球光熱領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)業(yè)資源,引入智能制造及玻璃工業(yè)的最新技術(shù),在集熱器技術(shù)和傳儲(chǔ)熱技術(shù)領(lǐng)域取得更多技術(shù)突破,引領(lǐng)全球光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)2025年光熱發(fā)電度電成本降低40%的目標(biāo),推動(dòng)全球光熱市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)更好的增長。


在上述概念設(shè)計(jì)方面,我們已經(jīng)取得了一些成果:這種集熱器與目前全球市場(chǎng)現(xiàn)有的大開口的集熱器的設(shè)計(jì)理念有些類似,從理論上來說,這種常規(guī)的大開口集熱器在2019-2020年期間就能夠投入商業(yè)化應(yīng)用。目前,國內(nèi)已有的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈包括反射鏡、集熱管、支架生產(chǎn)工藝完全可以匹配這種集熱器的生產(chǎn)需求,這種集熱器也是NOOR2及迪拜600MW項(xiàng)目中通用的集熱器技術(shù)。


目前,在我們的概念設(shè)計(jì)2020中,其開口寬度約為8.18m,長度約為14m,采用3只管徑為90mm的集熱管,每只長度約為4.7m,峰值光學(xué)效率可達(dá)到81.44%,設(shè)計(jì)點(diǎn)光熱效率達(dá)到76.1%,這樣設(shè)計(jì)點(diǎn)回路集熱功率可提升至2.8MWth。目前,在開口約為5.8m的集熱器、600m長的回路中,設(shè)計(jì)點(diǎn)回路集熱功率基本在1.8MWth左右。整體而言,在槽式集熱器的發(fā)展方向中,單回路集熱功率要增加,從而使集熱器成本和鏡場(chǎng)的投資成本下降(與風(fēng)電類似,最初風(fēng)電機(jī)組的功率是1.5MW,現(xiàn)在制造的大風(fēng)機(jī)有5MW的,在單體容量增加之后,由于其它部件基本沒有變化,其綜合成本必然能夠得到有效的下降)。


在遠(yuǎn)期的概念設(shè)計(jì)2025中,我們采用的玻璃非常少,只有8片玻璃,就組成了開口約為14m、長度約為21m的集熱器,在這方面,我們借鑒了目前全球建筑及玻璃領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù),例如蘋果總部擁有共計(jì)20萬㎡的玻璃幕墻,其中超大塊玻璃幕墻長度大約為16m,寬度大約為14m,如果采用這種技術(shù)來制造槽式反射鏡,一片玻璃就能解決整個(gè)鏡面的問題,但實(shí)際上,直接采用這種方式會(huì)帶來相當(dāng)高的運(yùn)輸成本。


因此,在我們的設(shè)計(jì)中采用類似技術(shù),但是將玻璃制成10m長、約4m寬的規(guī)格,這樣便可以采用常規(guī)的運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸。我們可以想象到,采用這種技術(shù)之后,包括運(yùn)輸和安裝的效率都會(huì)非常高,加之集熱管管徑為105mm、長度約為5.3m,其傳熱效率包括介質(zhì)流量都會(huì)得到非常有效的提升,峰值光學(xué)效率能提升至85.43%,設(shè)計(jì)點(diǎn)回路集熱功率可達(dá)到約4.4MWth,預(yù)計(jì)2022年左右能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,這對(duì)于槽式技術(shù)整體的成本下降會(huì)有非常大的幫助。


接下來,我想通過一些數(shù)據(jù)跟大家分享一下新的集熱技術(shù)會(huì)給槽式電站帶來哪些改變?


我想介紹三種槽式電站的設(shè)計(jì)方案,當(dāng)前基準(zhǔn)槽式電站是我們?cè)谛陆苄马?xiàng)目可研中采用的方案,采用常規(guī)的開口約為5.8m的集熱器,配置8.5小時(shí)的雙罐儲(chǔ)熱,硅油運(yùn)行溫度可以達(dá)到425℃,未來可以達(dá)到435℃。


在概念設(shè)計(jì)2020中,集熱器開口約為8.2m,概念設(shè)計(jì)2025中,集熱器開口約為14m,集熱器陣列間距也有很大變化,這是一個(gè)優(yōu)化的過程。如果縮小集熱器的間距,可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約土地,但是會(huì)產(chǎn)生陣列間的遮擋,使光熱轉(zhuǎn)化效率降低。對(duì)此,我們?cè)诠苄碌捻?xiàng)目可研分析中,對(duì)集熱器陣列間距從12m-18m進(jìn)行差值分析,年均光熱轉(zhuǎn)化效率可以從34%提升至到42%。因此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)會(huì)優(yōu)化集熱器陣列間距(當(dāng)然也要考慮使用土地的成本)。隨著集熱器開口的增大,集熱陣列的間距也會(huì)相應(yīng)有較大的增加,基準(zhǔn)電站中采用356條回路,集熱面積大約116萬㎡,如果用開口為8.2m的集熱器,總的集熱面積大約為104萬㎡。


在概念設(shè)計(jì)2025中,集熱面積為94萬㎡,占地面積實(shí)現(xiàn)了大幅度的縮減。在當(dāng)前基準(zhǔn)槽式電站中,導(dǎo)熱油循環(huán)泵功率為7.38MW,主循環(huán)泵的功耗占絕大部分比重。在概念設(shè)計(jì)2020中,如果采用開口為8.2m的集熱器,用90mm管徑的集熱管,導(dǎo)熱油循環(huán)泵功率為6.64MW。在概念設(shè)計(jì)2025中,采用開口為14m的集熱器,主循環(huán)泵功率降到2.45MW,相當(dāng)于自耗電降低50%以上。


同時(shí),這三種電站年均光熱轉(zhuǎn)化效率變化情況為:從41%到45%再到46%的提升過程;此外,年均總光電效率有很大提升,從14%到16%再到17%。當(dāng)然,哈密的緯度較高。由此,大家可以看到選址的重要性、光資源的重要性(光熱發(fā)電對(duì)資源有非常高的依賴性)。


我們也選取了一個(gè)當(dāng)前基準(zhǔn)熔鹽塔式電站的效率(選自公開資料)。目前在哈密地區(qū),100MW熔鹽塔式電站的年均光熱轉(zhuǎn)化率約為38%,年均總光電轉(zhuǎn)化效率約為16%。槽式電站屬于線聚焦集熱方式,有真空保護(hù)的集熱管,對(duì)流損失較少,由此可以看到其熱效率相對(duì)高一些。但是,其管路損失會(huì)大一些。塔式光熱電站中,汽輪機(jī)效率為45%。整體而言,熔鹽塔式技術(shù)相較傳統(tǒng)的槽式技術(shù)在光電轉(zhuǎn)化效率上有明顯的優(yōu)勢(shì)。在我們哈密新的項(xiàng)目可研中,哈密年均總光電效率能達(dá)到14.62%,如果采用開口為8.2m的新集熱器,光熱轉(zhuǎn)化效率和光電轉(zhuǎn)化效率都能進(jìn)一步提升,基本能夠接近現(xiàn)有熔鹽塔式電站整體的轉(zhuǎn)化效率。在目前技術(shù)水平下,如果用更新一代的集熱器,光電轉(zhuǎn)化效率可能超出傳統(tǒng)熔鹽塔式電站。


大家可以看到,光熱轉(zhuǎn)化效率跟光電轉(zhuǎn)化效率可能有一個(gè)不同的趨勢(shì)。從傳統(tǒng)火電來看,后端發(fā)電效率越高,整個(gè)系統(tǒng)效率肯定越高,但是,在光熱領(lǐng)域,因?yàn)榇嬖诠獾綗岬霓D(zhuǎn)化,槽式作為線聚焦系統(tǒng)與塔式作為點(diǎn)聚焦系統(tǒng),在光熱轉(zhuǎn)化效率上有明顯不同。槽式是典型的并列式、單模塊組成的系統(tǒng),規(guī)模大和小對(duì)于槽式系統(tǒng)的效率幾乎沒有影響,一條回路和一百條回路對(duì)光熱轉(zhuǎn)化效率不會(huì)有太大影響,50MW電站跟200MW電站的集熱場(chǎng)的整體效率基本不變,當(dāng)然母管道的傳熱損失會(huì)有所增加。


對(duì)于塔式電站而言,比如裝機(jī)規(guī)模為50MW的電站,距離吸熱塔近的定日鏡的光學(xué)效率肯定更高。如果裝機(jī)規(guī)模為200MW,鏡場(chǎng)面積會(huì)更大,在3公里以外的定日鏡的光學(xué)效率會(huì)有所降低。當(dāng)然,在塔式技術(shù)路線中,電站裝機(jī)規(guī)模由50MW到200MW,對(duì)定日鏡場(chǎng)的設(shè)計(jì)也會(huì)不斷優(yōu)化,從而提升光熱轉(zhuǎn)換效率。但是,由于槽式技術(shù)屬于線聚焦,采用真空集熱管,目前來說,開口為5.8m的集熱器大約有1.7m的焦距;如果集熱器開口為14m,焦距大約為3m。從聚焦集熱的角度來講,其效率還是相對(duì)較高的。目前,槽式電站管路系統(tǒng)非常長,直接采用熔鹽作為傳熱介質(zhì)的話,就面臨防凝問題,我們采用硅油介質(zhì),凝固點(diǎn)在-40℃以下,不涉及防凝問題。


總而言之,隨著新技術(shù)的應(yīng)用,整個(gè)電站的效率可以提升,回路數(shù)量可以逐步下降。在占地面積方面,采用方案一占地面積下降超過10%,采用方案二將超過20%;從回路數(shù)量來講,相對(duì)于基準(zhǔn)方案,采用方案一回路數(shù)量下降超過35%,采用方案二回路數(shù)量下降超過60%。因此,我們采用開口為14m的集熱器后,電站占地面積和管路、集熱管、跟蹤系統(tǒng)及儀器儀表等設(shè)備的數(shù)量都會(huì)實(shí)現(xiàn)大幅下降,整個(gè)鏡場(chǎng)的集熱器模塊會(huì)有極大的下降,可以說回路數(shù)量下降超過60%,安裝工作量可能下降超過80%,整個(gè)集熱器的現(xiàn)場(chǎng)組裝會(huì)變得相當(dāng)簡(jiǎn)易;在泵功耗方面,在采用70mm管徑集熱管的600m的回路中,使用旋轉(zhuǎn)接頭作為柔性連接,包括356條回路,會(huì)造成相當(dāng)大的泵功耗。在未來,采用105mm管徑集熱管、開口為14m的集熱器的集熱技術(shù)中,泵功耗會(huì)極大下降,系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性也會(huì)得到很大的提升。


最后,我想總結(jié)一下槽式技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的方向,主要在于幾個(gè)方面:


1.提升單回路集熱器設(shè)計(jì)點(diǎn)功率,可極大地降低單回路或者單兆瓦的造價(jià)。


2.提高回路的光熱轉(zhuǎn)化效率(槽式電站不會(huì)因?yàn)橐?guī)模擴(kuò)大而降低效率,國際上都是往大了做。例如,迪拜項(xiàng)目裝機(jī)都是200MW,在未來可能不會(huì)看到100MW以下的槽式電站,因?yàn)樗苋菀讓?shí)現(xiàn)規(guī)?;?。


3.減少回路數(shù)量,降低集熱場(chǎng)的綜合成本(包括基礎(chǔ)、管路、控制等)。


4.降低主循環(huán)泵功耗,降低廠用電(冬季不用夜間泵送,不需要天然氣補(bǔ)燃,這些都會(huì)降低運(yùn)維成本)。


5.開發(fā)新一代反射鏡。前段時(shí)間青島展館采用的超大面積的玻璃幕墻,里面有薄膜涂層,可以用來發(fā)電,單塊面積十分大,這種大型鋼化、高精度、雙面復(fù)合的建筑玻璃技術(shù),近來得到了極大的提升。目前,我們跟合作伙伴在開發(fā)的反射鏡采用常規(guī)的建筑厚玻璃作為底板,鋼化之后貼合,貼薄玻璃,反射率可以做得更高,現(xiàn)在基本可以達(dá)到96%,甚至是96.5%,反射效率會(huì)得到有效的提升。同時(shí),單片玻璃面積也會(huì)非常大,將來我們可能會(huì)用12m長的運(yùn)輸車運(yùn)反射鏡。一輛車可能運(yùn)幾十片,就可以安裝出幾個(gè)大型的SCE,運(yùn)輸和安裝的效率和匹配度會(huì)非常高,整個(gè)集熱廠安裝時(shí)間會(huì)極大地縮短。


6.采用高溫、低凝固點(diǎn)的傳儲(chǔ)熱材料,提升汽輪機(jī)效率。在這方面,我們采用硅油技術(shù),也希望與合作伙伴在這個(gè)領(lǐng)域向前邁進(jìn),我相信,隨著整個(gè)光熱市場(chǎng)的擴(kuò)大或者全球光熱市場(chǎng)的發(fā)展,材料企業(yè)對(duì)光熱市場(chǎng)關(guān)注度提升之后,新材料、新技術(shù)的應(yīng)用會(huì)有很好的發(fā)展和提升(類似于新能源汽車,原來鋰電池一直處于不溫不火的狀態(tài),隨著市場(chǎng)的需求、政策的引導(dǎo),現(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)業(yè)引入了超量資金,很多企業(yè)為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)點(diǎn)的技術(shù)在投入大量資金進(jìn)行研發(fā),這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展得非常快),相信光熱行業(yè)只要有良好的市場(chǎng)支撐和政策引導(dǎo),也會(huì)出現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)你追我趕的技術(shù)發(fā)展熱潮,這也會(huì)成為將來推動(dòng)技術(shù)和成本下降的根本性力量。


7.針對(duì)大槽技術(shù)開發(fā)分散式驅(qū)動(dòng)跟蹤技術(shù)。現(xiàn)在槽式集熱器設(shè)計(jì)上,比較大的一個(gè)難點(diǎn)在于為了節(jié)約跟蹤成本,通常采用中央驅(qū)動(dòng),一個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)帶動(dòng)150m的回路,將來有可能帶動(dòng)200多m的回路,這要求集熱陣列必須保持水平,這是因?yàn)椴凼诫娬緦?duì)場(chǎng)地有相應(yīng)的要求,通常來講斜度不能超過3%,采用大開口的集熱器后,兩個(gè)SCA就能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的熱功率。當(dāng)然,現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)技術(shù)也在發(fā)展,使這個(gè)模塊變得更小,對(duì)地形的適應(yīng)性更好,將來可能考慮使2-3個(gè)模組適應(yīng)一片地形,不需要對(duì)場(chǎng)地做臺(tái)階式的布置,能夠隨地形布置,這種情況下,槽式電站對(duì)于場(chǎng)地的要求可能會(huì)降低,可選擇的廠址就會(huì)增加,這也是目前正在投入大量精力研發(fā)的一個(gè)方向。


以上幾點(diǎn)是我對(duì)槽式光熱發(fā)電技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行的簡(jiǎn)單分析,相信隨著行業(yè)的發(fā)展,我們有更多的合作伙伴、有更多的光熱方面的技術(shù)專家、科研院所能夠投入到這個(gè)領(lǐng)域,讓我們?cè)诟鱾€(gè)方向、各個(gè)點(diǎn)上推動(dòng)這個(gè)行業(yè)更快地降低成本,更好地推動(dòng)新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用。


感謝大家關(guān)注光熱的發(fā)展!謝謝!


提問:俞總,您好!我來自青島華豐偉業(yè)電力科技工程公司,我們負(fù)責(zé)NOOR2項(xiàng)目的調(diào)試,您介紹公司在做大開口集熱器,那在抗風(fēng)速方面有沒有研究呢?


俞科:中國要特殊應(yīng)對(duì)風(fēng)速的問題,就槽式項(xiàng)目來講,德令哈項(xiàng)目集熱器采用歐槽。內(nèi)蒙相對(duì)于德令哈風(fēng)速更高,風(fēng)載提升了30%,所有集熱器較德令哈項(xiàng)目的集熱器進(jìn)行優(yōu)化,當(dāng)然,優(yōu)化之后,集熱器的重量提升了,強(qiáng)度也提升了。當(dāng)然,不僅僅是集熱器本身,對(duì)于整個(gè)集熱場(chǎng),包括防風(fēng)墻的布置、單條回路上有不同加強(qiáng)型集熱器和標(biāo)準(zhǔn)型集熱器的配置,并在風(fēng)載測(cè)算中對(duì)地基、立柱進(jìn)行各種優(yōu)化。事實(shí)上,集熱場(chǎng)是非常復(fù)雜的系統(tǒng),并不是非常簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,我們要考慮到風(fēng)速對(duì)于集熱場(chǎng)的影響。


提問:您介紹的十幾米長的反射鏡是比較長的,單片反射鏡可能只需要6個(gè)固定的螺絲,但是,對(duì)于十幾米長的反射鏡,有可能需要用幾十個(gè)螺絲固定,在這種情況下,你們公司有沒有針對(duì)大風(fēng)情況下反射鏡鏡片的共振進(jìn)行研究呢?


俞科:我剛才提到的是引入最新的建筑與玻璃行業(yè)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)?,F(xiàn)在我們采用的玻璃其實(shí)要符合建筑防風(fēng)標(biāo)準(zhǔn),槽式集熱器應(yīng)該還不屬于高層建筑,通常建筑領(lǐng)域采用的幕墻是要符合高層建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。就超大鏡面的反射鏡而言,它與傳統(tǒng)的反射鏡不一樣,傳統(tǒng)鏡面是柔性結(jié)構(gòu),這種鏡面是半鋼性結(jié)構(gòu),支撐點(diǎn)很少。但是,每個(gè)支撐點(diǎn)承受的強(qiáng)度會(huì)很大,支撐點(diǎn)的形式與現(xiàn)在的也不一樣,現(xiàn)在采用的是陶瓷片來支撐一個(gè)點(diǎn),整體是柔性結(jié)構(gòu),消除風(fēng)載和振動(dòng)。


在未來,反射鏡本身強(qiáng)度會(huì)非常高,支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)更加簡(jiǎn)單,支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)不會(huì)采用陶瓷片,而是采用類似塔式定日鏡使用的背板,用整體的背板來承受單點(diǎn)更大的載荷,這種設(shè)計(jì)理念同現(xiàn)有的槽式集熱器的設(shè)計(jì)理念不同,對(duì)于風(fēng)載、對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)減重也會(huì)有不同的考量。


現(xiàn)有的集熱器,比如單回路150m長,集熱器開口為5.7m,中央驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)點(diǎn)承受集熱器最大的載荷,導(dǎo)致所有的集熱器模塊都必須為了滿足載荷進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于分散式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),通常一個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)承擔(dān)兩三個(gè)、三四個(gè)SCE,SCE承受的載荷基本不用考慮,這樣可以大幅度削減鋼結(jié)構(gòu)重量,抗風(fēng)能力依然能夠達(dá)到類似要求。另外,其驅(qū)動(dòng)跟蹤方式也不是單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)然后帶動(dòng)兩端,而是用分散式驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)趨于一致的追蹤角度。


提問:俞總好!我是兆陽的,很高興你們?cè)诓凼缴嫌钟辛诵碌拈_拓,使集熱器的性能更加優(yōu)越,光學(xué)放大倍數(shù)已經(jīng)到133了,你們啟動(dòng)的最低DNI可以降到多少?因?yàn)橛袝r(shí)候DNI太小啟動(dòng)不了,現(xiàn)在大致到多少了?


俞科:這個(gè)我要詳細(xì)檢查一下,因?yàn)橥ǔ?dòng)的DNI是指晨間最早啟動(dòng)時(shí),能夠達(dá)到最低流量的數(shù)值。由于選址不同、緯度不同,DNI數(shù)據(jù)都有很大變化,最終把DNI根據(jù)太陽高度角折算出來一個(gè)槽面可以接受的轉(zhuǎn)化過的輻射值,這樣是相對(duì)比較準(zhǔn)確的,如果單用DNI,冬季和夏季DNI值相同,效率會(huì)差很多。


提問:比如哈密呢?


俞科:現(xiàn)在可研中用的還是傳統(tǒng)的開口為5.7m的集熱器,沒有將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到新項(xiàng)目中,預(yù)計(jì)2019年-2020年期間該技術(shù)會(huì)投入商業(yè)化應(yīng)用。


提問:你們可能選擇了很薄的玻璃,如何抗冰雹呢?


俞科:薄玻璃現(xiàn)在也有鋼化,也有非鋼化的、貼合的。比如有冰雹的情況下,單片破碎不會(huì)導(dǎo)致鏡面崩裂。當(dāng)然,如果考慮抗冰雹,這種設(shè)計(jì)不是用前表面接受冰雹的沖擊,而是用后表面,因?yàn)楹蟊砻媸墙ㄖA?,如果一定要用最薄弱的方做可能是有問題的。


提問:所以,天氣預(yù)報(bào)要很準(zhǔn)。


俞科:當(dāng)然,鋼化貼合的情況下,冰雹測(cè)試應(yīng)該是沒問題的。


提問:我是來自中機(jī)電力的張慶寶,我有一個(gè)問題,上面說到單回路集熱器設(shè)計(jì)點(diǎn)熱功率,您提到1.8MWth、2.79MWth、4.38MWth,對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)點(diǎn)DNI是多少?一般還有緯度吧?


俞科:光線垂直照射于槽面,入射角為0度,所以就不用考慮緯度了。

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