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碟式太阳能光热发电装备

作者:湘电集团有限公司时间:2016-08-18 我要发布

关键词: 太阳能光热 碟式太阳能 湘电集团

 ——战略性新兴产业的新引擎
在世界常规能源逐渐不能满足未来社会发展需要、地球环境因大量石化能源消耗而造成不可逆转地恶化的大背景下,太阳能因其储量无限性、分布普遍性、利用清洁性及经济性等特征被普遍看好,是最具发展前景、最能解决未来人类社会发展能源需求问题的新能源之一。 2010年10月,国务院下发国发【2010】32号文件《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中明确要求:“加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场”。
太阳能热发电技术是目前太阳能开发利用的一个重要方向,也是一个激动人心的朝阳行业。
一、碟式太阳能热发电优势决定了其未来发展的巨大潜力
碟式太阳能热发电利用的基本原理为:太阳辐射能经过碟式聚光器汇聚后投向集热器,被集热器吸收,转化为热能,并传递给工质,使工质温度升高,形成高温热源,送入热机,热量转化为机械能,推动发电机运转,对外发出电能。热机是太阳能热发电系统的核心部件,其性能指标对整个发电系统的寿命、效率具有至关重要的影响。
1、太阳能热发电技术的优势
太阳能热发电技术是光伏发电技术以外的另一有很大发展潜力的太阳能发电技术。相对于光伏发电来说,光热发电具有与电网负荷的配适性较好、光电转化效率较高、容易产生规模效应、耗材的制造过程更环保、电能调配性更好等特征,因而越来越被市场的青睐。
2、碟式太阳能热发电技术在太阳能热发电技术中的优势
在太阳能热发电中,根据聚光方式的不同,主要有槽式、塔式、碟式三种主要技术路线。碟式太阳能发电技术相比其它两种聚光方式的优势在于:(1)灵活模块化部署能力。可模块化部署的特点使碟式太阳能光热系统既适合以数十千瓦规模的分布式部署,也有能力构建数百兆瓦的大型中心电站。(2)较高的聚焦比。碟式系统的聚焦比可高达3000以上,高的聚焦比能够使工质产生更高的温度,热源具有更高的做功品位,从而热、功转换效率更高,更有利于提高光电转换的总效率。(3)方便的二维跟踪。整个发电过程中可随时保持采光面积最大,获取更多的阳光能,发出更多的电能,阳光利用系数很高。(4)适应缺水环境。碟式太阳能热发电系统在发电过程中可不使用水进行导热或冷却,更加适合在无水或者缺水地区建站。(5)灵活的电站构建模式。电站建设过程中,先期建成的模块即可对外发电,随着电站的建成模块逐渐增多,电站对外发电能力逐渐增加,直至电站建成,从而增加了设备的利用系数。(6)设备故障对电网的干扰性小。电站运行过程中,即使部分碟式发电系统故障停机或者停机维护,也不会过大的影响整个电站的对外供电质量,从而减小了对电网负面干扰。
基于上述优点,碟式太阳能热发电将有广阔的商业前景和巨大的市场潜力。
二、顺应市场需求,致力于技术创新
湘电集团紧跟时代的脉搏,作为国内研制碟式太阳能光热发电装备的先行者,从上世纪八十年代初与美国公司合作,研制开发成功中国第一代6kW有机朗肯循环系统的碟式太阳能光热发电装备,该装备技术目前在国内仍处于先进水平。
2008年公司加大投入研制第二代25kW碟式太阳能光热装备系统,通过原始积累、集成创新、引进先进技术,消化、吸收、再创新,快速提升核心技术,加大装备产业化进程,增强行业地位。
碟式太阳光热发电系统涉及到光、机、电等众多前沿技术,其中热机技术是该装备核心技术。湘电集团的碟式发电系统将配置三种技术路线的热机,即基于有机朗肯循环的蒸汽轮机、基于布雷顿循环的燃气轮机、基于斯特林循环的斯特林发动机。其中,采用蒸汽轮机的碟式发电系统光电转化效率为15~18%,采用燃气轮机的发电系统光电转化效率为21~25%,采用斯特林发动机的碟式发电系统光电转化效率为32~38%。
湘电集团通过第一代样机的研究,完全掌握了蒸汽研制技术,目前第二代装置的研制已实现突破性进展,在布雷顿循环、斯特林循环关键技术研制上,取得实质性成绩,整机效率提高到38%,适应商业化发展需求,同时,形成具有完全自主知识产权的第二代25kW碟式太阳能光热发电装备系统。
目前,湘电正在着手布局开发第三代32kW碟式太阳能热发电系统,并在热机、智能控制等关键领域取得重大突破,碟式太阳能热发电产业将成为湘电战略性新兴产业的重要板块,成为世界新能源革命的新引擎,为湘电实现“产业化、国际化、领军者”的战略目标提供巨大的推动力。

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