圖:陳煜達(dá)發(fā)表演講
今天我想講的是在江蘇建設(shè)的一個二次反射塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)的示范,包括我們的數(shù)據(jù)的分享,包括一些下一步的計(jì)劃和推論。項(xiàng)目在江蘇鹽城,這是Google圖片,這是航拍的照片,如圖,有點(diǎn)像一個外星建筑。
吸熱器加熱實(shí)驗(yàn),選取了10分鐘,現(xiàn)在的系統(tǒng)光照密度是比較小,因?yàn)槲覀円?guī)模比較小,已經(jīng)接近于500度的頂值了,10分鐘里從400多度升到了500度,瞬時有效功率接近于295 千瓦,熔鹽達(dá)到最高溫度是500度,Y軸線同時也是溫度也是當(dāng)時的輻照,當(dāng)時的輻照是500多。
沒有辦法這樣走,但是因?yàn)槭堑孛嫖鼰崞?,因?yàn)槭侨埯}直接加熱,所以對光斑的要求大大的降低。
江蘇鑫晨定位為太陽能發(fā)電進(jìn)場工程服務(wù)商和運(yùn)維服務(wù)商,我們做這個項(xiàng)目為了驗(yàn)證定日鏡的批量化設(shè)備生產(chǎn)能力,目前的示范系統(tǒng)是按照商用化定日鏡要求來生產(chǎn)的,驗(yàn)證中等規(guī)模工程實(shí)施能力,還有中等尺寸的二次反射塔的工程實(shí)施能力,以及熔鹽的吸熱、儲熱、換熱集成的能力,同時也配套小型的工業(yè)汽機(jī)為大型電站以后作為培訓(xùn)中心,也是為了準(zhǔn)備一些團(tuán)隊(duì)的儲備。另外也為了獲得足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠反演到商業(yè)電站規(guī)模的級別,保證下一步開發(fā)商業(yè)電站的成功。去年年底的時候面臨決策,今年直接開工上商用電站還是先在鹽城建一個工程做一個大家看得見規(guī)模的系統(tǒng),把時間拖晚一年,最后結(jié)果我比較慶幸,我們愿意用多一年的時間多花一些錢去做這樣的中式規(guī)模的準(zhǔn)備工作。
最后得出來的結(jié)論,如果要進(jìn)行商業(yè)化規(guī)模的建設(shè),第一定日鏡標(biāo)準(zhǔn)的各種材料處理方面的專機(jī)這是必須要有的,第二裝配生產(chǎn)線,還有在現(xiàn)場安裝的專機(jī)也必須要有,安裝的精度要求很高,還有一些工程方面的內(nèi)容。
下一步來說,我們整個推進(jìn)的是標(biāo)準(zhǔn)模塊化的進(jìn)場,標(biāo)準(zhǔn)模塊是5兆瓦發(fā)電功率加6小時蓄熱的標(biāo)準(zhǔn)電場,包括4300面定日鏡,吸熱塔高60米,口徑60米,吸熱器的熱當(dāng)量是13.8兆瓦,配備了熔鹽罐100兆瓦時,這是冷熔鹽罐,還有一個低揚(yáng)程的高流量的熔鹽循環(huán)泵,我們的正好和傳統(tǒng)的塔式熔鹽泵相反,不需要高揚(yáng)程低流量,我們需要低揚(yáng)程高流量,更多的采用渦流板。
我們也遇到這樣的問題,做小模塊只做一個模塊5兆瓦好不好,現(xiàn)在的趨勢是大塔,我們并不是不能做大塔,現(xiàn)在如果把鋼塔升到120米,單塔也能做到50兆瓦左右的規(guī)模。怎樣步進(jìn)到100兆瓦規(guī)模的商業(yè)電站,它大概就是20個鏡場模塊,共用同一個高熔鹽罐,也就是每個塔底下只存冷熔鹽,所有加熱后的熔鹽匯聚到常規(guī)島上。100兆瓦的電站按照數(shù)據(jù)推算,光學(xué)效率接近52%,地面吸熱機(jī)效率91%,最后得到的光熱發(fā)電系統(tǒng)的總效率是19%,上網(wǎng)總效率17.45%。
為什么要做小的單模塊疊加形成一個電場,首先從占地進(jìn)行考慮,標(biāo)準(zhǔn)大塔型的電場,最密靠近塔的一圈把鏡子抽出來最后形成,單位裝機(jī)8.9英畝,現(xiàn)在這么做單位裝機(jī)只有5.3英畝,單位Gwh發(fā)電量只有1.89英畝,按照NIREL統(tǒng)計(jì)是2.8,也就是說占地率比國際同樣的塔式水平占地水平高48%,地不是免費(fèi)的,能省就要省,不光是地價的問題也是后期土建處理的費(fèi)用。
從塔式設(shè)計(jì)的角度或者從光學(xué)角度來說是一個的規(guī)律,離塔越近鏡子越密,占地率越高,離塔越遠(yuǎn),鏡子占地率越低。離塔越近,光學(xué)效率越高,離塔越遠(yuǎn),光學(xué)效率越低。這是數(shù)學(xué)定律。為什么大家要往大大塔來做,可能是因此熱功太貴了,我們核算過,單50兆瓦的塔定日鏡和10個5兆瓦模塊,同樣的配置、同樣的發(fā)電量,占地多30%多,造價也差不多貴30%,至少在我們這個案子里小塔更有優(yōu)勢。
圖--熔鹽管道壓降與溫降
塔式電站的熔鹽管很長,100兆瓦電場熔鹽總管道6.48公里。左邊是這6.48公里沿程阻力,570度是熱熔鹽輸送過程熱損,第二行是冷熔鹽輸送回去過程熱損表,整個全部把熱損用電補(bǔ)上大概只有1.75%,相對于地面吸熱器,泵功很小,揚(yáng)程只有3-4米,相對于100米揚(yáng)程的大塔至少7%到8%自用電率,這樣1.7%自用電率是賺了的,還有一個好處是,中國業(yè)主比較喜歡的,多模塊可以分布建設(shè),比如說100兆瓦需要20個模塊,先建十個模塊,建一個常規(guī)島,可以滿功率發(fā)電,發(fā)電效率不會變化,但是發(fā)電時長變化了,這樣周期是在一年的時間就可以電站建成發(fā)電,甚至更進(jìn)一步可以把建成發(fā)電的電站先抵押了,雖然是半個電站,剩下的一年時間過了冬天以后再建剩下的十個鏡場模塊,這樣把兩年半的建設(shè)周期分成兩個階段,可以大大改善業(yè)主前五年的項(xiàng)目建設(shè)期和項(xiàng)目前期的財(cái)務(wù)環(huán)境,對財(cái)務(wù)模型有很大的改善。
蓄熱和太陽倍數(shù)的問題,把所有的數(shù)據(jù)帶進(jìn)去計(jì)算,它不是單一的值,可能是一個區(qū)間,縱軸是代表蓄熱小時數(shù),橫軸是太陽倍數(shù),太陽倍數(shù)進(jìn)場輸出規(guī)模是汽輪機(jī)的倍數(shù),顏色越深代表的電價越低,其實(shí)是一個區(qū)間,可以1.2個太陽倍數(shù),接近6小時蓄熱和選1.4的倍數(shù)接近8小時蓄熱,其實(shí)單位成本電價上是一樣的,這樣提供了另外一種可能性,按照這樣的模型有沒有可能建完一個100兆瓦電站,如果覺得再擴(kuò)容幾個模塊、擴(kuò)容一些熱罐是不是可以保證原來最低的單位成本電價。
從幾個角度去考慮怎么設(shè)計(jì)這個電站,最終獲得更低的綜合成本,一縮短工程設(shè)計(jì)周期,相對大塔需要很長的設(shè)計(jì)周期,設(shè)計(jì)一個進(jìn)場模塊其他的拷貝就可以了,工程設(shè)計(jì)量大大的減少了,第二加快工程安裝施工,因?yàn)槎际悄K化設(shè)計(jì)。每一個模塊化施工很快,第三熔鹽蓄熱是安全穩(wěn)定,減少了運(yùn)營成本,第四鏡場模塊是最佳性價比,分布投資提高資本的利用率,最后達(dá)到更低的綜合成本。
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