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定日鏡三方面技術創新 促塔式光熱電站建設成本下降

發布日期:2017-03-25 作者: 點擊:

    近日,有海外光熱行業專家表示,隨著技術的逐步發展,目前有三種措施可有效節省塔式光熱電站開發的原材料和勞動力成本,從而實現電站整體建設成本的下降,措施分別為:采用新型定日鏡制造技術、采用無線定日鏡控制系統和選擇成熟的安裝技術。

  根據美國能源部SunShot計劃(主要致力于推進太陽能技術創新,降低太陽能發電成本)提供的數據顯示,光熱電站的平準化發電成本已經從2010年的$210/MWh(約合RMB 1.45元/KWh,按當日匯率計算,下同)下降至2015年的$120/MWh(約合RMB 0.83元/KWh)。該計劃進一步指出,希望在2020年之前將發電成本降至$60/MWh(約合RMB 0.41元/KWh)。而要達到這個目標,意味著需要提升光熱電站的每個子系統的性能,只有這樣,才能實現發電成本的下降。

 塔式電站將成為未來光熱發電市場主力

電站狀態  

塔式(MWe  

槽式(MWe  

已運行  

651

4218

在建中  

891

943

規劃中  

3558

1469

圖:全球光熱電站塔式與槽式光熱項目裝機規模統計

   如上表所示,目前全球已建成的光熱發電項目以槽式技術路線為主,而在建中的塔式項目裝機規模約占全球在建總裝機的50%左右;規劃中的塔式項目裝機量則占到了全球規劃裝機量的70%左右。

  據了解,塔式光熱電站裝機規模不斷增加,主要是由于塔式技術能夠相對更為高效地利用太陽輻照,其所聚集的溫度更高,電站整體運行效率因而可以得到提升,有助于降低發電成本,從而使電站的經濟效益更高。

  創新定日鏡制造技術和預安裝方式  

  建設一座塔式光熱電站,太陽島上的定日鏡安裝成本幾乎占據了電站總成本的50%。目前,最新的定日鏡制造技術和預安裝方式則可以有效幫助降低太陽島的開發成本。

 “定日鏡是實現成本縮減的一個很重要和很有潛力的環節,我們可以在制造定日鏡時選擇更廉價或更輕的材質。最新的定日鏡預安裝技術是指我們先在工廠中將整套定日鏡安裝好,然后將安裝好的全套定日鏡再運到項目現場。這種方法要比直接在項目現場安裝可以節省更多的勞動力成本。”美國國家可再生能源實驗室(NREL)光熱發電成本與系統分析師Parthiv Kurup表示。

  據NREL最新公布的一份光熱發電研究報告顯示,定日鏡安裝成本從2015年的$170/㎡降低至了2016年的$145-$150/㎡。Kurup解釋說,這主要是源于三方面原因——定日鏡制造技術的進步、預安裝方式的運用和行業知識的積累。

  SBPSonne(德國一家環境技術公司)設計的Stellio定日鏡是目前市場上幾款新型定日鏡的一種。該定日鏡五角棱鏡的形狀設計可以減少太陽島上的陰影面積,提高集熱效率。其配套的定日鏡控制系統通過使用智能軟件能夠確保定日鏡更加精確的運轉。SBPSonne公司方面稱,與傳統定日鏡相比,選用Stellio定日鏡可以使太陽島安裝成本降至$106/㎡,整體發電成本可以下降20%左右。

  選用新型定日鏡無線控制系統 減少電纜使用量

  同時,定日鏡控制系統也是降低成本的一個關鍵環節,新技術的發展正在為成本降低提供更多的可能性。

  據最新消息,BrightSource位于以色列的裝機121MW的Ashalim1塔式光熱電站使用了一種無線太陽島傳輸與控制系統。這種新型控制系統的應用在太陽能光熱發電行業中尚屬首次。

  BrightSource企業通訊高級總監Jennifer Rigney表示:“我們的太陽能集成控制系統主要是通過運用實時定日鏡追蹤數據來控制集熱器上的太陽能分布。Ashalim電站太陽島上的50600套定日鏡均采用該套太陽能集成控制系統與集熱器實現無線傳輸。該無線控制系統減少了整個太陽島85%的電纜使用量,大大降低了太陽島的建設成本。”

  采用成熟的安裝技術 提升定位精準度

  此外,日漸成熟的塔式電站定日鏡安裝技術正在逐步提升定日鏡的定位精準度。“較高的定日鏡精準度能夠幫助電站開發者減小集熱器面積,降低投資成本。”Aalborg CSP技術銷售副總監Jens Pelle表示。

  Jens補充道:“電站開發者通過使用智能測光軟件,能夠更準確地判斷滿足電站能量需求的最理想的定日鏡數量。這樣可以減少備用定日鏡數量,降低成本。”


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