——實(shí)測數(shù)據(jù)是檢驗(yàn)評估光熱投資風(fēng)險(xiǎn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)
日前，華強(qiáng)兆陽張家口一號15MW光熱電站(以下簡稱一號電站)一期工程建成并投入試運(yùn)行，完成了對兆陽光熱技術(shù)體系的商業(yè)化驗(yàn)證，此項(xiàng)目由北京兆陽光熱技術(shù)有限公司(以下簡稱兆陽光熱)總承包建設(shè)。
兆陽光熱歷經(jīng)十多年的技術(shù)研發(fā)，通過在河北固安廠區(qū)的小試和在河北宣化黃羊?yàn)┑闹性嚕罱K形成了一套完整獨(dú)特的專利技術(shù)體系，并具備了電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試和運(yùn)行能力。目前，采用兆陽光熱技術(shù)體系并由兆陽光熱總包的2個(gè)線性菲涅耳光熱電站項(xiàng)目已成功入選中國首批光熱電站示范項(xiàng)目名單。
一號電站是世界上首個(gè)全面采用中國獨(dú)創(chuàng)的光熱技術(shù)體系建設(shè)的太陽能熱發(fā)電站，兆陽光熱完整地?fù)碛羞@套技術(shù)體系的知識產(chǎn)權(quán)。這一創(chuàng)新型技術(shù)體系包括兆陽光熱獨(dú)創(chuàng)的雙玻璃冷彎曲面鏡結(jié)構(gòu)、傾斜類菲涅耳高倍聚光系統(tǒng)設(shè)計(jì)、配方混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)、雨水自動(dòng)收集系統(tǒng)、鏡面高頻次全自動(dòng)清掃等多種實(shí)用化獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。
據(jù)了解，該項(xiàng)目采用東西軸傾斜向陽布置方式，克服了南北軸水平線性聚光體系季節(jié)性余弦效應(yīng)突出，冬夏光照差異大的重大缺陷，特別適合我國高緯度酷寒地區(qū)DNI資源富集的國情，電站全年各月份的發(fā)電能力均衡。
圖：華強(qiáng)兆陽張家口一號15MW光熱電站
該項(xiàng)目采用的跟蹤傳動(dòng)裝置為純機(jī)械式構(gòu)造，簡單可靠，跟蹤精度高，抗風(fēng)沙，維護(hù)簡單;其雙玻璃冷彎微曲面鏡片經(jīng)濟(jì)可靠，精度高，壽命長，配合小夾角二次高倍聚光設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)綜合聚光倍率高達(dá)150到200倍的情況下仍有較好的光學(xué)容差角度。高倍率時(shí)聚光集熱效率明顯提高，可有效利用低DNI強(qiáng)度的光照資源，彌補(bǔ)光照不足，從而擴(kuò)大了適合進(jìn)行光熱發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)的區(qū)域，使得光熱電站作為一種可儲(chǔ)能電站具有更廣闊的發(fā)展空間。
該項(xiàng)目的集熱系統(tǒng)采用直接蒸汽發(fā)生(DSG)技術(shù)體系，以水作為循環(huán)工質(zhì)，直接產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，既可實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)的直接推動(dòng)高效發(fā)電，也可利用其高效混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)熱發(fā)電，無燃燒爆炸、環(huán)境污染等安全隱患。由于采用了有效技術(shù)手段和獨(dú)特設(shè)計(jì)解決了一般DSG體系中比較突出的管路震動(dòng)問題，從而使得系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，且建設(shè)運(yùn)行成本低廉。
該項(xiàng)目的集熱系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中配套了全自動(dòng)干式清掃車，無人操作、無需水源，清掃頻率高，可保持鏡面高反射率。該項(xiàng)目的集熱系統(tǒng)配備的鏡面雨水收集系統(tǒng)與鏡場融合設(shè)計(jì)則可以解決一定比例甚至全部的電站運(yùn)行需水量，增加投資很少且基本不需增加運(yùn)行成本。這兩項(xiàng)設(shè)計(jì)一個(gè)是減少用水，一個(gè)是收集利用雨水，使得光熱電站對于地表水和地下水資源的依賴度大大降低，有助于解決在中國西北部地區(qū)開發(fā)光熱電站時(shí)經(jīng)常遇到的缺水難題。
該項(xiàng)目的固態(tài)混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)雖然總體造價(jià)低廉，貌不驚人，卻是混凝土儲(chǔ)熱在全球范圍內(nèi)的首次商業(yè)化應(yīng)用。該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱時(shí)間為14h，設(shè)計(jì)壓力為16MPA，長期運(yùn)行條件下最高可耐550攝氏度高溫。相比傳統(tǒng)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)為維持系統(tǒng)運(yùn)行而對防止過熱及防止凝固所提出的嚴(yán)格要求，混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)安全可靠。經(jīng)過多年實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及第三方權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)驗(yàn)證，完全可以滿足光熱電站儲(chǔ)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，并可推廣至更多熱能存儲(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)展前景廣闊。一號電站實(shí)測結(jié)果表明，換熱性能指標(biāo)與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果一致，完全能夠滿足各種工況條件下的儲(chǔ)熱、放熱工藝需求，標(biāo)志著兆陽光熱混凝土儲(chǔ)熱技術(shù)體系已具備大規(guī)模推廣條件。
兆陽光熱技術(shù)體系的設(shè)計(jì)充分考慮了中國特殊自然條件下建設(shè)運(yùn)行光熱電站可能遇到的問題，以提高電站投資經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性乃至最終實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)光熱發(fā)電技術(shù)的一次徹底革新，開創(chuàng)了一條有助于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的技術(shù)通道，其設(shè)計(jì)理念將對全球范圍內(nèi)現(xiàn)有的光熱技術(shù)和行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
該項(xiàng)目的驗(yàn)證成功,在國內(nèi)各光熱發(fā)電示范項(xiàng)目中首家采用大規(guī)模建設(shè)運(yùn)行的實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),證明了所用兆陽光熱發(fā)電技術(shù)體系在中國環(huán)境資源條件下的真實(shí)可行性,在很大程度上規(guī)避了進(jìn)一步大規(guī)模建設(shè)示范項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn),為穩(wěn)妥高效推進(jìn)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),并將對首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的調(diào)整推進(jìn)產(chǎn)生重大影響。
