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選擇適應特殊環境的光熱設備和運維模式

    掣肘光熱示範項目進程的因素包含多個方麵,首批示範項目進展緩慢,是業主對光熱技術難度估計不足、企業對於施工期的要求過於樂觀、申報企業準備不充分等多種原因,導致有的項目為了趕工期甚至在冬季施工,而這對光熱示範電站施工、投產乃至於後期發展不利。一些光熱電站在設計上照搬國外光熱電站,與我國實際氣候、工程經驗不符也是造成這種困境的重要原因。


嚴肅看待工程設計差異


    相對國外光熱電站來說,我國光熱發電(光伏發電、太陽能發電)相關團隊有經驗的設計、安裝和工程管理人員較少,這直接導致了工程進度偏慢;且相比國外光熱電站項目地區,我國光熱電站項目地區普遍存在風大、冬季高寒、風沙、缺水、結霜等氣候特點;而國內一些設備供應商也相對缺乏光熱電站配套經驗和光熱電站業績。


    工程設計和設備需要適應中國一些特殊氣候。一般槽式集熱器最高工作風速約為14米/秒,但在冬季的西北地區,有時風速更高,極端風速曾達到31米/秒。在這樣的情況下,集熱器如何在高於31米/秒的風速下存活下來是一個重要的課題。當今市麵上的各種集熱器在設計時都有一個最高存活風速,AG亚游集团不僅要對其進行校核計算,還要做風洞試驗。其它的設備,風速影響不是太大,可以不做重點考慮,但集熱器是必須重點關注的。


    光熱產業(光伏發電、太陽能發電)在我國發展至今,漸漸出現了一些國外光熱設計中沒考慮到的問題,比如牽扯到我國光熱電站使用壽命和發電效率的重要“門檻”———冬季高寒。

   專業人士指出,在高寒的情況下需要加強導熱油、熔鹽、水設施的防凝設計,電伴熱、防凝循環要做得可靠、保溫,可能要做得更厚;有些電動箱在高寒的情況下,電器控製器件由於低溫不能正常啟動,這時就需要增加一些加溫的裝置,這都是在光熱電站設計中要重點關注的。同時在投運後也要有一些應急預案,比如設施被凍壞後的解決辦法,若是沒有這些保障將會給業主帶來很大的經濟損失。

  部分光熱示範項目為了趕工期而進行冬季施工,在這樣的氣候條件下澆築水泥,無法保證其質量。


鏡麵汙染影響電站收益


     國內適宜開發光熱電站(光伏發電、太陽能發電)的地區普遍存在沙塵較大的環境特點,鏡麵清潔度下降很快。北京兆陽光熱技術有限公司(簡稱“兆陽光熱”)通過常年在多地進行長時間的鏡麵灰塵汙染狀態測試,匯總了大量數據,分析得到了第一手的鏡麵汙染影響量化數據,數據顯示,鏡麵汙染十分嚴重,鏡麵清掃效果成為了決定中國光熱電站收益盈虧的關鍵因素之一。


    光熱發電僅能利用太陽光直射輻照,鏡麵灰塵等汙染對反射聚光效果的影響遠遠大於平板光伏組件的表麵汙染。


     一般情況下,清潔玻璃表麵一天時間內累積的灰塵並不多,對於光伏組件發電量基本沒有影響,一兩周時間的灰塵量影響也不顯著,這是由於很薄的灰塵附著層對於光線的吸收並不多,透過及折射後的光線仍然能夠用於發電。但對於通過鏡麵反射實現高倍聚光的光熱發電係統來說,鏡麵灰塵微粒會對入射反射光線產生兩次阻擋,並對傾斜入射光線的遮擋尤其顯著地呈現“倒餘弦效應”(隨光線與鏡麵夾角逐漸變小,遮擋現象急劇上升),其它稍有一點折射角度的光線也無法匯聚到接收器,因此,聚光光熱發電係統的鏡麵汙染後,聚光衰減非常顯著。


     目前光熱電站(光伏發電站、太陽能發電站)中鏡麵清洗采用的清洗工藝一般采用水投射接觸式刷洗,設備主要以機械化清洗車為主,少量采用機器人進行自動清洗。


    水投射接觸式刷洗方式一般需要人工操作,技術要求高、耗水量大,不適合水資源短缺和寒冷的西北地區環境;清掃速度低、成本高,對於接近或超過百萬平米的鏡場來說,清掃頻次較低,平均20天清掃一次都很難保證,並且間隔時間越長清掃越困難,鏡麵損傷越大,很難保障最基本的鏡麵平均清潔率和鏡麵精度不受損傷。


    這類問題在國際光熱電站(光伏發電、太陽能發電)普遍較清潔的運行環境中並不明顯,但到了西北地區,環境與資源條件卻是事關全局成敗的重要因素,必須得到切實有效的解決。


     某生產企業在其聚光集熱係統的結構設計中配套了全自動幹式清掃車(包括一次反射鏡清掃及二次反射鏡清掃),能夠沿鏡場支撐結構中的導向軌道自動行進後退,清掃頻率可以設定為每日或隔日清掃一次,結構簡單、無需人工操作,更無需耗費水資源。在高頻次清掃模式下,每日的清掃工作基本上就是輕柔擦拭浮塵,所以對鏡麵損傷較小。


   另外,清掃車根據傾斜陣列式集熱場的布置方式,可實現多軸聯動同時清掃;電控係統可進行就地控製和遠程自動控製操作,能夠很好解決當前我國西北地區沙塵對光熱電站發電效率帶來的影響。


依據需求針對性選擇設備


    依據國內實際需求創新光熱發電技術是必然要經曆的過程。我國的自然和氣候條件對光熱發電技術提出了不同於國外光熱發電市場地區,完全照搬國外技術、直接使用國外部件和產品集成、套用國外商業化運行的光熱電站的運行模式,在我國應用可能會遇到較多的問題,會使我國的光熱發電發展走許多“彎路”。集熱、傳熱、儲熱、係統集成、電站運行技術的創新是必須的。


    首先是集熱器的選擇問題,由於我國光熱產業起步較晚,供應商相對國外缺少相關業績,所以造成了供應商質量合格但國內項目業績“門檻過高”無法供應的現狀。


    目前國內的真空管供應商較少,如果在關鍵部件上設置一個最低的業績標準,比如供給一個5萬千瓦電站並安全運行兩年的業績,則可能由於隻有一家合格而失去談價錢的餘地,最終利潤會少很多。


    由於真空管生產過程可以自行控製,送檢結果可能帶有水分,檢測到的參數並不能代表真實質量,因此大多數企業要求供應商必須有DLR抽檢的合格的認證,這樣也能適當放寬入選限製。


    汽輪機也是一個較為關鍵的設備。國內很多汽輪機廠商可以做出規模更大、壓力更高的設備,光熱電站的汽輪機雖小,但是它的頻繁起停、參數波動、一些運行的模式的要求也是常規火電項目中沒有的,所以在選擇汽輪機的時候一定要謹慎。


    蒸汽發生係統、油鹽換熱器,乃至於熔鹽閥門和導熱油閥門等都是比較關鍵的設備。這些看似不大、很簡單的設備實則都很重要,如果選型錯誤將使業主承受很多不必要的損失。


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