塔式太阳能光热发电技术
admin
2022-09-18
塔式太阳能光热发电技术
技术编号
ZJ-009
提供单位
浙江可胜技术股份有限公司
技术大类
其他技术
联系人
王希
技术类型
其他技术
电话
13908230392/0571-81119304
邮箱
wangxi@cosinsolar.com
适用范围
光资源较好,戈壁荒漠等地
推荐单位
浙江省科技厅
- 技术简要说明塔式太阳能热发电技术利用定日镜,将太阳光聚集到塔顶吸热器上,加热熔盐并储存,高温熔盐与水换热产生高温高压蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。前端利用太阳能取代了煤的燃烧,实现绿色环保,后端发电原理和常规火电一致可实现稳定连续发电。因此可作为基荷电源发电,也可与风电、光伏等混合发电实现多能互补,提升电网系统新能源消纳和占比。关键设备主要有:聚光系统、吸热系统、储换热系统和发电系统。
- Technical Brief Description
- 技术提供方浙江可胜技术股份有限公司
- 技术主要指标信息1年采光面积发电量≥260kWh/(m2·a);2镜场定日镜跟踪准确度≤2mrad;3设计工况光电转换效率24.2%。
- 商业应用情况示范工程名称: (1)德令哈50MW项目: 项目位于青海省海西州德令哈市,装机容量50MW,配置7小时熔盐储能系统,设计年发电量1.46亿度,每年可节约4.6万吨标准煤,同时减排二氧化碳气体约12.1万吨。 (2)共和50MW项目: 项目位于青海省海南州共和县境内,装机规模50MW,配置6小时熔盐储能系统,设计年发电量1.57亿度,每年可节约4.9万吨标准煤,同时减排二氧化碳气体约12.9万吨。 (3)Minos光热小试项目: 项目位于希腊克里特岛,装机规模50kW,于2019年12月底竣工,并顺利通过欧盟委员会及希腊能源部验收,成功激活NER300补贴计划。
- 商业应用单位联系人/电话/邮箱
- 设备投资以欧洲某地为拟新建一座光热装机50MW、储能5小时的电站及其附属变电站、生活楼等设施为例。光热电站的主要设备有:定日镜及其控制系统、吸热器及其控制系统、熔盐储换热系统、汽轮发电机、空冷系统等。本项目总投资约为3亿欧元,运营周期为25年。
- 年运行维护费用以上述欧洲拟建项目为例,该项目年设计发电量1.208亿度,其需要的项目运维的人工费折合每年160万欧元,设备修理费折合每年100万欧元,设备大修费折合每年45万欧元,电费每年40万欧元,水费为零(采自自备水井),耗材费每年20万欧元,管理费每年35万欧元,总计每年400万欧元。
- 投资回收期以上述欧洲拟建项目为例,总用地面积为140 hm2,装机容量为50MW太阳能塔式光热电站,按电价为268欧元/MWh,设计年上网电量为1.208亿度计算,在不考虑资金时间价值的条件下投资回收期10.6年。 计算过程: 采用总投资3108€,每年运维成本4106€,年上网电量1.208108 kWh,电价0.268 €/kWh计算, 每年电价收益=1.208108 kWh × 0.268 €/kWh=3.23107 €, 所需投资回收期年数=3108€ /(3.23107 €- 4106€ ) 年 = 10.6 年。
- 附加效益以上述欧洲拟建项目为例,可参与碳交易,按照2020年欧盟碳价的日平均价格24欧元/吨CO2计算,本项目设计年发电量1.208亿度,相当于减排CO2约10万吨,每年可获得碳交易收益240万欧元(约人民币1915万元)。 计算过程: 采用0.83 kgCO2/kWh计算碳减排量,24欧元/吨CO2计算碳交易价,1欧元=7.98元人民币汇率,按照上述电站年发电量为1.208亿度,那么: 年减少CO2减排量:1.208108 kWh × 0.83 kgCO2/kWh =10104 tCO2, 年碳交易收益:10104 tCO2 × 24€/tCO2 =240104€ =2401047.98 ¥=1915104 ¥。
- 综合效益塔式太阳能光热发技术利用光能资源发电,光热电站的运行过程是将光能转变成电能的过程。在整个运行过程中,基本不消耗燃料资源和水资源,不会产生大气、水、固体废弃物等方面的污染物,也不会产生大的噪声污染。由于镜场对风沙的阻挡大大降低了风速,保护土壤免受侵蚀作用,并在一定程度上起到了防风固沙的作用。此外阳光被定日镜反射致使镜场内蒸发量明显减少,加上水清洗定日镜时流入土壤增加了湿度,为植物生长提供了必要的水分,有利于植被恢复和改善生态环境。从环境保护和节约煤炭资源的角度分析,建设光热电站代替燃煤电厂,不仅能够极大地减少对周围环境的污染,同时还能提高电网对风能、光伏等可再生能源的消纳能力,起到利用清洁可再生资源、节约不可再生的化石能源以及保护生态环境的作用,有利于实现“中国碳中和”的目标,符合《巴黎协定》的倡导,具有明显的社会效益及突出的环境效益,同时也具有良好的经济效益。 以青海中控太阳能德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站(以下简称德令哈50MW项目)为例,项目具有良好的生态环境(节能减排)效益,可实现年减排CO2气体12.1万吨,相当于年节约标准煤4.8万吨,并为当地约8万户家庭提供绿色清洁能源
- 提交日期2020/12/24
- 技术成熟度塔式光热发电技术因具有更高系统效率和安全性,迅速取代槽式光热发电,成为新装机主力。截至2019年,据国家太阳能光热联盟统计,全球太阳能热发电累计装机容量达到6590MW,其中新增并网项目中塔式占比超过45%,未来塔式占比将进一步提高。目前迪拜、摩洛哥、希腊等多个在建项目都将在近几年并网。智利、埃及、阿根廷等多个国家都有开发和规划塔式光热项目,部分已经完成可研和招标工作。 中国多座首批光热示范项目陆续投入使用,合计装机达500MW,构建了完整而成熟的光热发电产业集群。中控太阳能公司更是掌握从聚光、集热、储热到发电的全流程塔式熔盐储能光热发电核心技术,形成了具有完全自主知识产权的塔式太阳能热发电整体解决方案,并实现核心装备95%以上的国产化率,无“卡脖子”点。其电站考核期内的首个半年,平均发电量达成率即达到97.06%,创下全球同类型电站投运后同期的最高记录。 发展塔式光热发电产业符合“一带一路”国策。“一带一路”沿线国家大多光照资源丰富,非常适合建设光热项目,既可以减少碳排放,加速能源结构转型,又能促进当地经济绿色发展,符合习主席提出的“2060年前实现碳中和”倡议,早日实现碳中和。
- 技术适用性与使用条件该技术具有强环境适应性和高可靠性,可在海拔3000米、-35℃-65℃温度以及13m/s风速下正常工作,设备防水防尘达到IP65防护等级。项目选址需综合考虑太阳直接辐射辐照度、地形、入网等因素。 我司的塔式太阳能光热发电系统解决方案实现了对系统的统一调度、集中监控、智能维护等功能,采用全场高度自动化运营,自动高效管理,在经过专业的系统培训后,能快速实现上岗,统一规范运行操作,后期运行和维护成本较小
- 技术稳定性随着风电和光伏装机比例的快速提升,其发电出力的强波动性与随机性将对电力系统灵活性提出更高要求,通过电力电子装置并网也将带来系统低惯量与安全稳定问题,电力系统为此将付出很高的成本,为此需要配置大量可靠、稳定、可调度的支撑电源。光热发电凭借其一体化的储能系统,具备稳定、可靠,调节性能优异的特点,可实现24小时连续发电。除日间发电,通过蓄热在夜晚也能实现稳定、连续发电;还可以根据用户需要调节发电能力,换热系统与发电系统可以响应电网需求,实现“按需发电”,太阳能的收集过程与发电过程实现解耦,不再“看天吃饭”。 以德令哈50MW项目为例,该电站第一个年度(2019年7月26日-2020年7月25日)发电量达成率达到94.35%,其中2020年1-3月发电量达成率更是连续超过100%,创下全球同类型电站同期最高记录。电站实际运行中聚光集热系统性能表现优异,其效率超过了设计值,彰显了中国光热发电在“技术+装备+工程+运营”的全链条综合能力,为同行树立标杆和技术参考,带动太阳能光热发电成本快速下降,促进可再生能源的进一步发展。
- 技术安全性电站发电过程清洁,无易燃易爆高毒性物质泄露,对环境友好。产业链涉及钢铁、水泥、玻璃等,上游资源供应充足。电站的建设不仅可以大幅度减少对化石能源的依赖和消耗,也可大幅度减少温室气体及粉尘排放,降低对大气的污染,有利于环境和资源保护,符合可持续发展战略。以德令哈50MW项目为例,该项目每年替代燃煤约4.6万吨,减少SO2排放量约43吨、NOx排放量约43吨、烟尘排放量约13吨,减排CO2约12.1万吨
- 商业化应用推广障碍初期投资成本较高
- 知识产权情况我司现已授权专利178项(其中发明专利129项),软件著作权49项,形成了具有完全自主知识产权的塔式太阳能热发电整体解决方案,并建立起光热发电全产业链,实现了核心装备的产业化、国产化。