徐能:解读中控德令哈塔式光热电站开发经验
发布者:本网记者Crystal | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 7961查看 | 2013-07-06 18:27:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:7月4日,浙江中控太阳能技术有限公司副总工程师、研发中心主任徐能在太阳能热发电论坛上分享了中控太阳能在建设德令哈50MW塔式光热电站一期工程中所获得的经验。

  中控太阳能由浙江大学、中控集团、杭州锅炉集团、杭州汽轮动力集团共四家单位在技术、资本两方面合作组建。其在青海德令哈建设的总装机50兆瓦的中国首个商业化光热示范电站项目即将并网发电。该项目后期40MW规划配置2.5小时熔盐储热。一期10兆瓦采用DSG技术,总投资额2.1亿元,包括与50兆瓦装机配套的公用设施建设。

  徐能表示,从去年8月份开始到现在经过了多次系统测试,项目一期接近三万套定日镜的聚光精度均值小于2mrad,追日成效显著。在西北环境较为恶劣的地区开发光热电站面临着大风,低温等恶劣自然环境的影响。该项目去年冬天经历过接近九级的大风,当时的实测风速达到16~17米/秒,去年冬天经受了零下30度低温的考验。

  经过近一年来的实验测试,项目团队总结出了在中国西部开发大规模光热电站应注意的一些问题。首当其冲的是环境,盐碱地和沙尘大风对项目开发造成较大阻力;徐能称,“由于受到沙尘天气的影响,我们的定日镜每天的反射率降幅可能要达到1%~2%,相对来看,加州的环境较好,风沙小,镜面的反射率每天下降幅度约0.2%,对我们来说,镜面清洁很重要,清洁度直接影响到你发电的收益,我们目前有一台清洗车每天进行循环清洗。它可以实现自动定位,在我们镜场进行自动清洗,清洗方式有两种,一种是水洗,耗水量比较低,另外干洗及因为冬天没法水洗,只能干洗“。另外还需注意的是低温情况下的防冻设计。定日镜的大规模安装如何实现快速安装,如何快速校正,需要自动化的系统。

  徐能还指出,在西北建设光热电站有一个很关键的因素是,电网跟东部地区会有差别,它不稳定,可能时不时会发生停电事故,停电以后怎么保证系统的安全,尤其是塔式,巨大的能量聚焦一个地方要可控,这是很关键的要考虑的一个因素。

  塔式定日镜方面,全球各个项目上应用的定日镜的大小不一,有一百多平方的,也有两三个平方的。中控采用小面积的定日镜,主要是为了便于现场大规模地安装调试,提高安装的效率,降低安装的成本。另外,我国西部风沙比较大,定日镜的抗风设计是个难点,小面积定日镜在抗风沙方面有优势。制造安装的难度比较小。

  塔式镜场设计方面,中控太阳能自主开发了一套软件,可以根据不同的地形,不同的地理条件,不同的经纬度,根据不同的要求设计初步的镜场,给出效率能量的分布图。

  这么大规模的定日镜怎么聚焦?光靠制造、安装这个理论上可行,但是成本太高,中控太阳能设计了一套数学模型,开发了一套系统,安装好以后,可以把每套定日镜的误差计算出来。“有了这项技术以后,我们对场地的要求就可以大大降低,有一定的坡度,不需要很平,坡度不超过15%都可以适应,直接在场地上安装。这一方面降低了对土地的要求,另外也降低了投资成本。” 徐能说道。

  塔式热量接收器的设计是一个难点,集热面能量怎么均匀分布,这是一个很关键的技术,能量不均匀会过热,能量过于均匀会溢出,效率会下降。怎么合理的进行能量分布,中控也有一套自主设计开发的模型软件。

  中控德令哈项目后期40MW将采用熔盐作为工质。其在杭州已建有一个熔盐实验平台,熔盐用量八吨左右,其从去年上半年开始进行实验,目前熔盐上塔的流程还在做验证,地面上的熔盐融化,熔盐储热程在杭州已经实验完成。

  发电系统的设计跟火电明显的区别就是要频繁起停,目前的10兆瓦的汽轮机是杭汽研发的。

  另外一个对太阳能塔式发电很关键的影响因素是天气,特别是云,云到来之前你要提前进行一些互补,这个对云的监测要求比较高。另外,熔盐系统对云有更高要求,云挡住镜场以后,怎么防止表面温度过低,这些都需要对镜场能量做一些调节,这就需要对云做一些预测。中控也开发了一套云监测系统软件,预测云什么时候会挡住定日镜,什么时候会离开。今年6月份的测试结果显示有四十几秒的误差,目前还在逐步完善。

  另外,定日镜的数量庞大,有数十万台,怎么对它进行控制跟踪,中控自主研发了一套控制系统,包括对定日镜的自动跟踪,自动校正,把定日镜的七个误差自动识别出来,只要点一个按纽,整套系统就会开始运行,这个校正跟正常运行可以同时进行,互不影响。每一个点代表着一套定日镜,不同的颜色点代表定日镜的不同状态,有故障的话定日镜对应的这一点马上会显示红色,非常直观。

  另外,中控还开发了一套塔式太阳能热发电的仿真系统,用于前期设计进行调试、参数的验证,可以进行系统的优化。

  此外,中控还开发了一套软件,可以根据现场镜场的设计,还有光资源的曲线,结合每天什么时候起机,什么时候关机,对发电量做一个准确的预算,更好地测算项目的经济性。

  在中国西部地区开发光热电站,到底多大规模是最优的,技术上最优,经济性最优?徐能表示,“业内普遍都认为越大越好,这本身没错,规模肯定要做大,但是做到多大规模,对每个地方都不一样。比如青海如果做到跟美国一样的规模,经济性可能未必好。因为光照资源在青海好一点儿的两千一二,美国加州可以达到2600,很多因素是不一样的。中控认为对其来说,50兆瓦可能是相对最优的规模设计。”
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