碟式斯特林技术的成本下降途径和潜力分析
发布者:CSPPLAZA | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 4753查看 | 2014-08-30 16:06:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:在8月23日~24日在北京召开的中国光热发电投融资峰会暨CSPPLAZA年会2014上,全球领先的碟式斯特林技术公司Cleanergy大中华区项目开发总监李强波发表了题为《碟式斯特林光热发电技术的成本下降潜力分析》的主旨演讲。本网记者根据其演讲内容摘录如下:

Cleanergy的碟式斯特林技术

  李强波首先向大家阐述了Cleanergy公司在碟式斯特林技术方面所做的努力及优势。李强波表示:“首先,Cleanergy传承了德国solo V161公司的斯特林发动机技术。购买之前,该公司开发斯特林发动机已有20多年的历史。我们不但收购了该公司20多年的技术研发经验,我们还一并引进了该公司的技术人员。

  我们认为目前斯特林发动机的解决方案有两个,第一个是小型斯特林发动机电站,另外一个是垃圾填埋气,沼气及热电联产方案。热电联产方案目前在欧洲的市场比较大。在国内我们目前主推斯特林光热发电的业务。我们和瑞典能源署做了一个实验,热电联产发电单元即使在甲烷含量低于18%的情况下,仍然可以正常运转。这是我公司在欧洲一个独特的优势。另外我们还邀请了很多第三方的测试来认证我公司的燃气发电机等产品,俄罗斯天然气工业公司还向科林洁能公司颁发性能认证函。1999年-2002年,在美国Sandia实验室对五台斯特林发动机进行了可靠性和效率测试,结果表明了系统运行的稳定性和较长的免维护周期。1995年,法国国家科学研究院对我公司斯特林太阳能发动机进行测试,结果验证了发动机较高的性能。”

图:李强波发表演讲


  Cleanergy公司参与了我国内蒙古鄂尔多斯100KW碟式斯特林机热发电项目,李强波对此表示:“我公司参与开发的鄂尔多斯示范项目,目前已经升级到110kW,发电时温度在1000度左右。从2012年9月份运行至今,根据采集的波形数据所对应的DNI200-1000时的输出,采用了37000个点模型。目前的110kW的输出数据的模型通过多个不同发电机长时间运行所得到。当地的DNI大多为500–850之间,采样点的DNI数据大多落在此区间。如果园区坐落于格尔木,与鄂尔多斯相比,则其运行时间会更长。目前的11kW发电机在DNI为830时,达到了输出峰值11kW。”

  谈到Cleanergy公司为什么选用斯特林发动机发电?李强波说:“因为碟式斯特林热发电的效率最高,可以达到25%-34%。而且除了清洗碟盘之外,没有任何水的消耗。另外这种系统是模块化产品,非常容易实现工业化和标准化生产。土建费用在整个园区所占费用非常低,一般来说土建费用是很难降下来的。整体成本下降潜力非常大。”

碟式斯特林的成本下降途径及潜力

  李强波表示,可以通过以下几种措施来使碟式斯特林机热发电的成本得到快速下降:

  第一,从生产方法上。我们收购了瑞典沃尔沃C70的一条汽车生产线,是位于瑞典UDDEVALLA的一个地方,每年有22500台的产能,300MW左右。为什么我们会选择这个工厂呢,我们除了把生产线收购之外,我们把该公司原来生产C70发动机的管理者与工人我们也全部聘请回来。我们的理念是像生产汽车发动机那样来生产斯特林发动机。我们发现斯特林机的大部分部件都可以与汽车发动机的部件相吻合。也就是说大部分斯特林发动机的供应商,来自与汽车发动机的供应商。同时我们有一整套的管理系统,我们的质量管理系统也沿用了汽车发动机的标准ISO16946与ISO16949的标准。同时我们的员工都取得了6西格玛绿带或黑带的资质,保证生产出来的产品是绝对没有问题的。

  第二,从生产规模方面降低。大规模的生产将带来成本的进一步削减。

  第三,中国采购。我们将进一步加大在中国的采购量,因为在中国采购的成本是非常低的。目前来说我们大部分供应商在瑞典,碟盘在中国和巴基斯坦采购。下一步尽快能多将供应链转向中国,实行本土化采购,本土化生产。未来供应商分布计划,150个部件从德国,意大利和波兰采购。300个部件从瑞典采购,至少70个部件从中国采购。

  第四,包括所有斯特林发动机核心部件设计的优化,提高它的性能,降低它的成本。如发动机内部接收器,之前采用点焊,成本非常高。现在尝试把点焊变成一次性的铸造,发现整体成本可以下降50%以上。碟盘方面一要提高它的光学性能,二是要改变碟盘的结构,使其更轻,进而减少机械部分的成本。

  下一步我们准备开发13KW的斯特林发动机,基于11kW发电机的模型,同时包括了最新的技术升级。通过增加输出来降低设备的单位造价成本。很重要的性能提升是将冷却系统升级为双回路冷却系统,这将使得斯特林发动机冷端的气体温度进一步降低,从而提升了其效率。 下图中非线性的波形的性能提升主要是采用了自动轴转速控制功能,这样在DNI低的时候发电机的转速会相应降低,其效率会随之升高。 13kW的发动机也使得在高DNI的时候,其输出更多。


  李强波表示,上述措施,经过了多个严格的第三方机构证明。成本降低方面经过沃尔沃汽车-Mats Lyckberg所带领团队的检验,Lyckberg先生率领其团队对科林洁能公司的成本和配件等完成了一系列的评估。性能提升方面,由DNV (Det Norske Veritas) KEMA 能源和持续发展机构新能源部门的Johan Sandber领导的团队中的五个成员对科林洁能进行了评估,电站场地选择方面,经过CSP Services机构(隶属于德国航空航天局)的审核和验证。

  整体来看,碟式斯特林热发电技术的成本下降来自于效率提升、工业化的先进生产、零部件中国采购、各个部件的优化设计等四个方面。

附:了解关于本届峰会的更多报道请关注峰会专题
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