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細(xì)數(shù)幾種“光熱發(fā)電+”電站開(kāi)發(fā)模式

2018-08-13 11:24:13 北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)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(lèi),這其中又因傳儲(chǔ)熱介質(zhì)、儲(chǔ)熱方式、聚光方式的差異而呈現(xiàn)多元化。

光熱地?zé)崧?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)目前尚無(wú)太多實(shí)際案例。2016年3月29日,位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的全球首個(gè)地?zé)岷凸夥鉄醿煞N太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的Stillwater混合電站投運(yùn)。Stillwater地?zé)犭娬居蓛蓚€(gè)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?zé)岚l(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?zé)岚l(fā)電的持續(xù)發(fā)電優(yōu)勢(shì),光熱集熱場(chǎng)的熱量不直接發(fā)電,僅作為前端預(yù)熱熱源補(bǔ)充進(jìn)入地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。

圖:美國(guó)Stillwater混合電站

4)光熱發(fā)電+生物質(zhì)

代表項(xiàng)目:Termosolar Borges電站

生物質(zhì)能作為可再生能源的一個(gè)分支,其與光熱發(fā)電進(jìn)行混合發(fā)電建立的新型電站同樣可以定義為一個(gè)綠色可再生能源電站。同時(shí),為實(shí)現(xiàn)光熱電站24小時(shí)全天候運(yùn)行,除了通過(guò)配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)這條途徑外,與生物質(zhì)能發(fā)電進(jìn)行混合發(fā)電也可以實(shí)現(xiàn)。這種混合發(fā)電技術(shù)可以使光熱發(fā)電在無(wú)儲(chǔ)熱的情況下充當(dāng)基礎(chǔ)負(fù)荷電力。通過(guò)生物質(zhì)能發(fā)電替代光熱電站的儲(chǔ)熱系統(tǒng),可以在增加發(fā)電量、實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)行的同時(shí)降低因建設(shè)儲(chǔ)熱設(shè)施而耗費(fèi)的大量投資。

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

該項(xiàng)目投資1.53億歐元,于2011年3月底開(kāi)工建設(shè),建設(shè)期共20個(gè)月,總裝機(jī)58.5MW,其中生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)36MW,太陽(yáng)能熱發(fā)電裝機(jī)22.5MW,由槽式光熱鏡場(chǎng)和生物質(zhì)能鍋爐兩大部分組成,在白天太陽(yáng)光照較好的時(shí)候主要采用光熱發(fā)電,在晚間或太陽(yáng)光照條件不佳的時(shí)候主要采用生物質(zhì)能發(fā)電,采用這種互補(bǔ)發(fā)電的方式可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)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(lèi)電站開(kāi)發(fā)模式已在全球范圍內(nèi)有多個(gè)實(shí)際項(xiàng)目案例,詳見(jiàn)下文。

1)光熱發(fā)電+燃?xì)?/p>

代表項(xiàng)目:Ain Beni Mathar光熱燃?xì)釯SCC聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目

太陽(yáng)能和燃?xì)膺M(jìn)行混合發(fā)電的電站投資要高于同等功率的傳統(tǒng)燃?xì)怆娬荆珔s遠(yuǎn)低于純粹的光熱電站,同時(shí)在二氧化碳減排方面,這種混合型電站也有明顯優(yōu)勢(shì)。

摩洛哥在2010年建成了Ain Beni Mathar這一世界上首個(gè)ISCC(Integrated Solar Combined Cycle)光熱燃?xì)饴?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(gè)ISCC電站,這三個(gè)ISCC電站也是世界上最早和最為知名的三大項(xiàng)目。

Ain Beni Mathar項(xiàng)目位于摩洛哥東北部城市烏季達(dá),總占地面積160公頃,其采用槽式光熱發(fā)電+燃?xì)饴?lián)合循環(huán)技術(shù)路線,總裝計(jì)量490MW,其中光熱裝機(jī)量20MW,燃?xì)庋b機(jī)量470MW。

圖:Ain Beni Mathar ISCC電站

2)光熱發(fā)電+煤電

代表項(xiàng)目:大唐天威嘉峪關(guān)10MW光煤互補(bǔ)項(xiàng)目

2014年,我國(guó)首個(gè)光煤互補(bǔ)示范項(xiàng)目——大唐天威嘉峪關(guān)10MW光煤互補(bǔ)項(xiàng)目一期1.5MW項(xiàng)目完成與大唐803燃煤電廠熱力系統(tǒng)的連接工程建設(shè),經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右的調(diào)試,實(shí)現(xiàn)聯(lián)合運(yùn)行。該項(xiàng)目為大唐集團(tuán)新能源股份有限公司承擔(dān)的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“槽式太陽(yáng)能熱與燃煤機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電示范工程應(yīng)用研究”重要組成部分,為我國(guó)首個(gè)槽式太陽(yáng)能集熱場(chǎng)與燃煤機(jī)組互補(bǔ)運(yùn)行電站。

該示范項(xiàng)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(wàn)平方米,采用槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)。在600米長(zhǎng)的太陽(yáng)能集熱場(chǎng)內(nèi),導(dǎo)熱油流經(jīng)集熱管加熱至393℃,通過(guò)油水換熱器將高溫導(dǎo)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(bǔ)發(fā)電的方式,利用太陽(yáng)能資源來(lái)補(bǔ)充發(fā)電,可有效減少原火電機(jī)組煤耗量,降低污染排放,實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。

海外市場(chǎng)方面,2016年11月4日,印度首個(gè)光熱燃煤混合發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)工,該項(xiàng)目采用菲涅爾太陽(yáng)能集熱技術(shù)開(kāi)發(fā)。印度能源環(huán)境公司Thermax和德國(guó)菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)公司FRENELL組成的聯(lián)合體中標(biāo)該項(xiàng)目,其新建設(shè)的菲涅爾集熱系統(tǒng)的熱功率為15MWth,與其中一個(gè)210MW的水冷機(jī)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(bǔ)項(xiàng)目實(shí)景

3)光熱發(fā)電+燃油

代表項(xiàng)目:Duba1項(xiàng)目

目前,沙特和科威特等光熱市場(chǎng)即正在開(kāi)發(fā)數(shù)個(gè)ISCC聯(lián)合循環(huán)電站。沙特現(xiàn)正在開(kāi)發(fā)50MW的Duba1項(xiàng)目(總裝機(jī)600MW),預(yù)計(jì)2018年完成。Duba1是沙特第一個(gè)ISCC項(xiàng)目,也是沙特第一個(gè)開(kāi)建的商業(yè)化光熱發(fā)電項(xiàng)目。不久前,沙特50MW的WaadAl-Shamal項(xiàng)目(總裝機(jī)1390MW)已開(kāi)始投入運(yùn)行,其采用光熱與天然氣發(fā)電進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)。Duba1項(xiàng)目則采用光熱與燃油發(fā)電進(jìn)行聯(lián)合循環(huán),而非燃?xì)狻?/p>

圖:采用了終極槽大開(kāi)口集熱器的Duba1項(xiàng)目

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責(zé)任編輯:蔣桂云

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