塔式光熱發(fā)電技術(shù)介紹

1、塔式光熱發(fā)電技術(shù)介紹太陽(yáng)能熱發(fā)電是利用聚光太陽(yáng)能集熱器把太陽(yáng)能輻射能聚集起來，加熱工質(zhì) 推動(dòng)原動(dòng)機(jī)發(fā)電的一項(xiàng)太陽(yáng)能利用技術(shù)。按太陽(yáng)能采集方式不同，主要分為塔式、 槽式、碟式、線性菲涅爾式四種。其中，塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電以其在規(guī)?；?、光 電轉(zhuǎn)化效率以及投資成本等多方面具有槽式、蝶式以及線性菲涅耳式等難以媲美 的綜合優(yōu)勢(shì)，而具有更好的發(fā)展前景，目前各國(guó)都越來越關(guān)注塔式光熱發(fā)電技術(shù) 的發(fā)展和研究。一、塔式光熱發(fā)電技術(shù)介紹1 .基本原理塔式系統(tǒng)主要由多臺(tái)定日鏡組成定日鏡場(chǎng)，將太陽(yáng)能反射集中到鏡場(chǎng)中間高 塔頂部的高溫接收器上，轉(zhuǎn)換成熱能后，傳給工質(zhì)升溫，經(jīng)過蓄熱器，再輸入熱 力發(fā)動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。塔式

2、光熱發(fā)電系統(tǒng)由聚光子系統(tǒng)，集熱子系統(tǒng)，發(fā) 電子系統(tǒng)，蓄熱子系統(tǒng)，輔助能源子系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。其中，聚光子系統(tǒng)與 集熱子系統(tǒng)為其組成核心技術(shù)。2 .塔式光熱發(fā)電的優(yōu)勢(shì)由于槽式聚光器的幾何聚光比低及集熱溫度不高，使得拋物槽式太陽(yáng)能光熱 發(fā)電系統(tǒng)中動(dòng)力子系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)功效率偏低，通常在35%左右。因此，單純的拋 物槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)一步提高熱效率、降低發(fā)電成本方面的難度較 大；線性菲涅爾式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)效率不高：碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)單機(jī)規(guī)模 受到限制，造價(jià)昂貴。與另外三種光熱發(fā)電方式相比，塔式塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系 統(tǒng)可通過熔鹽儲(chǔ)熱，且具有聚光比和工作溫度高、熱傳遞路程短、熱損耗少、系 統(tǒng)綜合效

3、率高等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高精度、大容量、連續(xù)發(fā)電，是最為理想的發(fā)電方 式。二、太陽(yáng)能光熱發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀日前，全世界已建成十余個(gè)塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電試驗(yàn)示范電站。代表性的塔 式光熱電站有美國(guó)的Ivanpah電站，西班牙的PS10 PS20以及Gema Solar電站、 2016年2月剛投入運(yùn)營(yíng)的南非Khi Solar One塔式電站、新月沙丘電站。我國(guó) 光熱發(fā)電技術(shù)研究起步相對(duì)較晚，目前沒有投入運(yùn)營(yíng)的商業(yè)電站，截止至目前為 止，僅有幾個(gè)示范項(xiàng)目。我國(guó)具有代表性的示范項(xiàng)目為德令哈50MW項(xiàng)目的一期 10MW項(xiàng)目。1 .美國(guó)I vanpah太陽(yáng)能熱發(fā)電站Ivanpah發(fā)電站位于加利福尼亞的Mojave沙漠，占

4、地面積為14. 2萬平方千 米，項(xiàng)目總規(guī)劃容量為392MW,占全美太陽(yáng)能發(fā)電總量的30%?？蓾M足14萬戶用 戶用電需求，每年減少40萬噸二氧化碳排放。最終因天氣問題及初期設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn) 問題導(dǎo)致發(fā)電量達(dá)不到預(yù)期。2 .西班牙PS10&20塔式電站西班牙PS10和PS20塔式電站阿本戈開發(fā)，2007年西班牙11MW的PS10電 站投入運(yùn)行，標(biāo)志著塔式光熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化示范階段：2009年4月，PS20 并網(wǎng)發(fā)電，成為當(dāng)時(shí)世界上最大規(guī)模的塔式電站。均已投運(yùn)。其中，西班牙PS10 塔式電站容量為11MW,西班牙PS20塔式電站的容量為20MW,兩者均配一小時(shí)蒸 汽儲(chǔ)熱，采用的定日鏡的尺寸均為120平方

5、米。3 .西班牙Gemasolar太陽(yáng)能熱電站西班牙Gemasolar塔式熔鹽電站位于塞維利亞，山Torresol Energy開發(fā)， 于2011年5月竣工，同年10月投運(yùn)，總投資2. 3億歐元，占地面積195公頃裝 機(jī)容量20MW,帶15小時(shí)儲(chǔ)熱，可24小時(shí)發(fā)電，是全球首個(gè)可24小時(shí)持續(xù)發(fā)電 的太陽(yáng)能電站。4 .南非Khi Solar One塔式電站南非Khi Solar One塔式電站是南非笫一個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行的大規(guī)模塔式光 熱電站，于2016年2月5日并網(wǎng)投運(yùn)。Khi Solar One塔式電站控制系統(tǒng)為施 耐德電氣的DCS控制系統(tǒng)，空冷系統(tǒng)采用SPX公司空冷系統(tǒng)，共計(jì)安裝了約4530

6、套定日鏡，采用Rioglass南非工廠生產(chǎn)的超薄微弧平面反射鏡單臺(tái)定日鏡，采 光面積約120平方米，總采光面積約576800平方米。屬于南非可再生能源獨(dú)立 發(fā)電采購(gòu)計(jì)劃REIPPPP計(jì)劃第一階段兩大光熱發(fā)電項(xiàng)目之一，此塔式光熱電站的 投運(yùn)標(biāo)志著REIPPPP計(jì)劃笫一階段的光熱發(fā)電項(xiàng)目全部完成。5 .新月沙丘電站熔鹽型塔式電站地點(diǎn)在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州，2016年2月正式并網(wǎng)發(fā)電，該電站 采用先進(jìn)的塔式熔鹽技術(shù)，并搭配10小時(shí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)110MW的滿功率輸 出，是全球裝機(jī)規(guī)模最大的塔式熔鹽光熱電站。熔鹽型塔式電站可以滿足75000 個(gè)家庭的用電需求，首次在白兆瓦級(jí)規(guī)模上成功驗(yàn)證塔式熔鹽技術(shù)的可行性

7、。6 .中控德令哈10MW塔式熔鹽項(xiàng)目中控德令哈50MW塔式熔鹽項(xiàng)目一期10MW項(xiàng)目由中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司投 資建設(shè)，定日鏡單體面積2平方米，總共29000臺(tái)，于2011年啟動(dòng)，是我國(guó)首 座大規(guī)模應(yīng)用的太陽(yáng)能熱發(fā)電站。項(xiàng)目采用企業(yè)自主研發(fā)的技術(shù)及裝備，定日鏡 聚光精度均值小于2mrad,可抗八級(jí)大風(fēng)與零下30度低溫環(huán)境，對(duì)我國(guó)塔式太 陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱技術(shù)、發(fā)電技術(shù)、系統(tǒng)集成、工程及國(guó)產(chǎn)化裝備制造能力等 方面起到了重要的示范作用。三、塔式光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景太陽(yáng)能光熱發(fā)電方式具有與現(xiàn)有電網(wǎng)匹配性好、光電轉(zhuǎn)化率高、可連續(xù)穩(wěn)定 和調(diào)峰發(fā)電的能力、發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)過程綠色環(huán)保等其他發(fā)電方式不可比擬的優(yōu) 勢(shì)，因此成為近年來新能源領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)，各國(guó)都出臺(tái)了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)扶持 和激勵(lì)政策，全球總裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升，呈現(xiàn)出一種蓬勃發(fā)展的景象。太陽(yáng)能光 熱發(fā)電技術(shù)在未來的研發(fā)和應(yīng)用中，將朝著“高參數(shù)、大容量、連續(xù)發(fā)電”這三 個(gè)技術(shù)方面發(fā)展。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電可以采用熔巖儲(chǔ)熱