塔式熔盐光热电站将带来LCOE的大幅削减->问天网 苏州

发布时间:2016-04-21 来源:安徽省道路运输协会 浏览次数:

新投运的大规模公共事业级塔式光热电站的运行将给出这种光热发电技术的LCOE成本的最新数据,虽然采用新技术会带来一定的技术风险,但如果能带来LCOE的大幅削减,这对新技术的尝试来说都是很有意义的。

至2015年底,预计SolarReserve的110MW的新月沙丘塔式熔盐光热电站就将给出一定的运行数据,来回答其对LCOE带来的削减是否要明显重于采用这种创新技术的技术风险。

槽式光热发电技术是最成熟的已有20多年的成熟电站运行经验的技术,其也因此被广泛认可,而更易获得融资,因为其已经通过实际项目证明了其是低投资风险的。但公开的PPA中标价格已经表明,塔式项目的投标电价已经低于槽式项目的投标电价。自2010年至今签订的塔式熔盐光热电站的PPA在11~13美分之间,而槽式项目的PPA签约电价仍在20~21美分/kWh之间。

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图:即将投运的新月沙丘光热电站

塔式熔盐光热发电技术是在未来最可能与光伏+储能相抗衡的,光伏加储能也可以削减光伏发电间歇性的缺陷,在晚高峰时照旧及时响应电力终端的实时需求。

目前,为光热发电配置储热系统的成本增加大约在30美元/kWh,占整个项目投资成本的15%~20%,但塔式电站配置大规模储热系统的成本仍远远低于光伏+储能。“当前,电池储能的成本在数百美元到数千美元每千瓦时不等,”美国能源部SunShot计划首席科学家Ranga Pitchumani表示,“这是热储能具有很大吸引力的主要原因。”

在塔式熔盐电站中,定日镜聚集太阳光将集热塔吸热器中流通的熔盐加热至1050华氏度的高温,高温熔盐与水换热生产高温高压蒸汽推动汽轮机发电。熔盐被加热后存储于热熔盐罐中,理论上可保存长达2个月之久而不会有很大的热量损失,但日常运转中则需要在每个晚 上放热来维持发电,放热后的低温熔盐被泵抽回集热塔再进行下一轮的循环,可保证在天气并不太好的情况下维持较长时间的发电状态。

另外要保持熔盐的温度来驱动汽轮机在太阳落山后的12个小时内仍能正常运转是不简单的,这比夜间燃煤发电要困难很多,这甚至可以与尖端的火箭科技相提并论。要知道领先的塔式熔盐技术公司SolarReserve的熔盐传热储热技术就来自于航空航天领域的领先厂商Pratt & Whitney Rocketdyne。SolarReserve目前持有包括储热技术等超过100多项相关专利。

远程控制数万套定日镜系统在互联网技术尚不太发达的以前是不可想象的,但目前这些已经得到实现。Solarreserve公司负责工程技术的高级副总裁Tim Connor表示,“我们的定日镜控制系统硬件和软件平台源自在国际空间站上应用的类似技术,国际空间站一天要环绕地球飞行17圈,其必须不断地调整太阳能电池板的方位来最大程度地吸收光能,保证供电系统的正常运行。”

“市场上大多数的CSP玩家包括Abengoa、Solarreserve、Brightsource都在开发并应用他们自己的平台,来进行电站性能建模、控制和运行监控。”Vaisala 3TIER的产品评估服务经理Gwendalyn Bender表示。

新月沙丘电站目前正在进行最后阶段的调试,一套专门设计的高端服务控制系统正在运行来管理10347套定日镜系统,使其全天侯准确跟踪太阳。软件系统采用最新的计算技术可每隔10秒钟就计算刷新一次目标点和定位坐标。“10347套定日镜中的每个都带有机载计算机 ,来计算其方位角和仰角位置。采用闭环控制算法来确保聚焦跟踪精度在0.5毫弧度之内。”Connor表示。

“在某一天,数百万的独立数据碎片将被分析来进行下一步的性能优化,离网计算机采用高度精确的计算程序来对定日镜进行成像,收集其每年每一天的任何时候的位置数据,优化程序则在此基础上对定日镜产生的微小偏移进行优化,并反馈回控制系统,从而在下一阶段实现更加精准的定日镜控制。”

西班牙Gemasolar电站是首个商业化运行的塔式熔盐电站,其在2011年开始投入运行,在Gemasolar电站之前的美国的Solar Two电站作为塔式熔盐的技术研发项目进行了首次尝试。现在,塔式熔盐电站的大规模开发渐成气候,全球共计4个100MW级的塔式熔盐商业化大型电站正在开发 ,除了上述的新月沙丘电站外,还包括SolarReserve/ACWA南非100MW的Redstone项目,Abengoa智利110MW的Atacama1电站,以及ACWA摩洛哥150MW的NOORIII电站。
 

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