細數(shù)幾種“光熱發(fā)電+”電站開發(fā)模式

2018-08-13 11:24:13 北極星太陽能光伏網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

光熱發(fā)電技術(shù)主要分塔式、槽式、碟式、菲涅爾式四大類，這其中又因傳儲熱介質(zhì)、儲熱方式、聚光方式的差異而呈現(xiàn)多元化。

光熱地熱聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)目前尚無太多實際案例。2016年3月29日，位于美國內(nèi)華達州的全球首個地熱和光伏光熱兩種太陽能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運行的Stillwater混合電站投運。Stillwater地熱電站由兩個雙循環(huán)發(fā)電單元構(gòu)成，光熱發(fā)電采用水工質(zhì)槽式集熱技術(shù)，與原有的地熱發(fā)電系統(tǒng)共用相同的電力島。該混合電站將結(jié)合雙循環(huán)地熱發(fā)電的持續(xù)發(fā)電優(yōu)勢，光熱集熱場的熱量不直接發(fā)電，僅作為前端預熱熱源補充進入地熱發(fā)電系統(tǒng)。

圖：美國Stillwater混合電站

4)光熱發(fā)電+生物質(zhì)

代表項目：Termosolar Borges電站

生物質(zhì)能作為可再生能源的一個分支，其與光熱發(fā)電進行混合發(fā)電建立的新型電站同樣可以定義為一個綠色可再生能源電站。同時，為實現(xiàn)光熱電站24小時全天候運行，除了通過配置儲熱系統(tǒng)這條途徑外，與生物質(zhì)能發(fā)電進行混合發(fā)電也可以實現(xiàn)。這種混合發(fā)電技術(shù)可以使光熱發(fā)電在無儲熱的情況下充當基礎負荷電力。通過生物質(zhì)能發(fā)電替代光熱電站的儲熱系統(tǒng)，可以在增加發(fā)電量、實現(xiàn)全天候運行的同時降低因建設儲熱設施而耗費的大量投資。

2012年12月，全球第一個光熱發(fā)電生物質(zhì)能混合發(fā)電站Termosolar Borges電站正式投運，開啟了光熱生物質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目的先河。

該項目投資1.53億歐元，于2011年3月底開工建設，建設期共20個月，總裝機58.5MW，其中生物質(zhì)發(fā)電裝機36MW，太陽能熱發(fā)電裝機22.5MW，由槽式光熱鏡場和生物質(zhì)能鍋爐兩大部分組成，在白天太陽光照較好的時候主要采用光熱發(fā)電，在晚間或太陽光照條件不佳的時候主要采用生物質(zhì)能發(fā)電，采用這種互補發(fā)電的方式可實現(xiàn)24小時持續(xù)發(fā)電。

圖：Termosolar Borges電站

3.光熱發(fā)電+傳統(tǒng)化石燃料電站

此類電站開發(fā)模式已在全球范圍內(nèi)有多個實際項目案例，詳見下文。

1)光熱發(fā)電+燃氣

代表項目：Ain Beni Mathar光熱燃氣ISCC聯(lián)合循環(huán)項目

太陽能和燃氣進行混合發(fā)電的電站投資要高于同等功率的傳統(tǒng)燃氣電站，但卻遠低于純粹的光熱電站，同時在二氧化碳減排方面，這種混合型電站也有明顯優(yōu)勢。

摩洛哥在2010年建成了Ain Beni Mathar這一世界上首個ISCC(Integrated Solar Combined Cycle)光熱燃氣聯(lián)合循環(huán)電站，阿爾及利亞和埃及緊隨其后分別建成了一個ISCC電站，這三個ISCC電站也是世界上最早和最為知名的三大項目。

Ain Beni Mathar項目位于摩洛哥東北部城市烏季達，總占地面積160公頃，其采用槽式光熱發(fā)電+燃氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)路線，總裝計量490MW，其中光熱裝機量20MW，燃氣裝機量470MW。

圖：Ain Beni Mathar ISCC電站

2)光熱發(fā)電+煤電

代表項目：大唐天威嘉峪關(guān)10MW光煤互補項目

2014年，我國首個光煤互補示范項目——大唐天威嘉峪關(guān)10MW光煤互補項目一期1.5MW項目完成與大唐803燃煤電廠熱力系統(tǒng)的連接工程建設，經(jīng)過一個月左右的調(diào)試，實現(xiàn)聯(lián)合運行。該項目為大唐集團新能源股份有限公司承擔的國家863計劃項目“槽式太陽能熱與燃煤機組互補發(fā)電示范工程應用研究”重要組成部分，為我國首個槽式太陽能集熱場與燃煤機組互補運行電站。

該示范項目位于甘肅嘉峪關(guān)大唐803燃煤電廠廠區(qū)，容量為1.5MWth，占地面積3.5萬平方米，采用槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)。在600米長的太陽能集熱場內(nèi)，導熱油流經(jīng)集熱管加熱至393℃，通過油水換熱器將高溫導熱油的熱量接入大唐八零三發(fā)電廠熱力系統(tǒng)。以光煤互補發(fā)電的方式，利用太陽能資源來補充發(fā)電，可有效減少原火電機組煤耗量，降低污染排放，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。

海外市場方面，2016年11月4日，印度首個光熱燃煤混合發(fā)電項目開工，該項目采用菲涅爾太陽能集熱技術(shù)開發(fā)。印度能源環(huán)境公司Thermax和德國菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)公司FRENELL組成的聯(lián)合體中標該項目，其新建設的菲涅爾集熱系統(tǒng)的熱功率為15MWth，與其中一個210MW的水冷機組混合發(fā)電，每年為其蒸汽循環(huán)系統(tǒng)提供14GWh的熱能。

圖：大唐天威嘉峪關(guān)10MW光煤互補項目實景

3)光熱發(fā)電+燃油

代表項目：Duba1項目

目前，沙特和科威特等光熱市場即正在開發(fā)數(shù)個ISCC聯(lián)合循環(huán)電站。沙特現(xiàn)正在開發(fā)50MW的Duba1項目(總裝機600MW)，預計2018年完成。Duba1是沙特第一個ISCC項目，也是沙特第一個開建的商業(yè)化光熱發(fā)電項目。不久前，沙特50MW的WaadAl-Shamal項目(總裝機1390MW)已開始投入運行，其采用光熱與天然氣發(fā)電進行聯(lián)合循環(huán)。Duba1項目則采用光熱與燃油發(fā)電進行聯(lián)合循環(huán)，而非燃氣。