——實測數(shù)據是檢驗評估光熱投資風險的唯一標準
日前，華強兆陽張家口一號15MW光熱電站(以下簡稱一號電站)一期工程建成并投入試運行，完成了對兆陽光熱技術體系的商業(yè)化驗證，此項目由北京兆陽光熱技術有限公司(以下簡稱兆陽光熱)總承包建設。
兆陽光熱歷經十多年的技術研發(fā)，通過在河北固安廠區(qū)的小試和在河北宣化黃羊灘的中試，最終形成了一套完整獨特的專利技術體系，并具備了電站設計、建設、調試和運行能力。目前，采用兆陽光熱技術體系并由兆陽光熱總包的2個線性菲涅耳光熱電站項目已成功入選中國首批光熱電站示范項目名單。
一號電站是世界上首個全面采用中國獨創(chuàng)的光熱技術體系建設的太陽能熱發(fā)電站，兆陽光熱完整地擁有這套技術體系的知識產權。這一創(chuàng)新型技術體系包括兆陽光熱獨創(chuàng)的雙玻璃冷彎曲面鏡結構、傾斜類菲涅耳高倍聚光系統(tǒng)設計、配方混凝土儲熱系統(tǒng)、雨水自動收集系統(tǒng)、鏡面高頻次全自動清掃等多種實用化獨創(chuàng)技術。
據了解，該項目采用東西軸傾斜向陽布置方式，克服了南北軸水平線性聚光體系季節(jié)性余弦效應突出，冬夏光照差異大的重大缺陷，特別適合我國高緯度酷寒地區(qū)DNI資源富集的國情，電站全年各月份的發(fā)電能力均衡。
圖：華強兆陽張家口一號15MW光熱電站
該項目采用的跟蹤傳動裝置為純機械式構造，簡單可靠，跟蹤精度高，抗風沙，維護簡單;其雙玻璃冷彎微曲面鏡片經濟可靠，精度高，壽命長，配合小夾角二次高倍聚光設計，在實現(xiàn)綜合聚光倍率高達150到200倍的情況下仍有較好的光學容差角度。高倍率時聚光集熱效率明顯提高，可有效利用低DNI強度的光照資源，彌補光照不足，從而擴大了適合進行光熱發(fā)電項目開發(fā)的區(qū)域，使得光熱電站作為一種可儲能電站具有更廣闊的發(fā)展空間。
該項目的集熱系統(tǒng)采用直接蒸汽發(fā)生(DSG)技術體系，以水作為循環(huán)工質，直接產生高溫高壓蒸汽，既可實現(xiàn)對汽輪機的直接推動高效發(fā)電，也可利用其高效混凝土儲熱系統(tǒng)進行儲熱發(fā)電，無燃燒爆炸、環(huán)境污染等安全隱患。由于采用了有效技術手段和獨特設計解決了一般DSG體系中比較突出的管路震動問題，從而使得系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，且建設運行成本低廉。
該項目的集熱系統(tǒng)在結構設計中配套了全自動干式清掃車，無人操作、無需水源，清掃頻率高，可保持鏡面高反射率。該項目的集熱系統(tǒng)配備的鏡面雨水收集系統(tǒng)與鏡場融合設計則可以解決一定比例甚至全部的電站運行需水量，增加投資很少且基本不需增加運行成本。這兩項設計一個是減少用水，一個是收集利用雨水，使得光熱電站對于地表水和地下水資源的依賴度大大降低，有助于解決在中國西北部地區(qū)開發(fā)光熱電站時經常遇到的缺水難題。
該項目的固態(tài)混凝土儲熱系統(tǒng)雖然總體造價低廉，貌不驚人，卻是混凝土儲熱在全球范圍內的首次商業(yè)化應用。該儲熱系統(tǒng)的儲熱時間為14h，設計壓力為16MPA，長期運行條件下最高可耐550攝氏度高溫。相比傳統(tǒng)熔鹽儲熱系統(tǒng)為維持系統(tǒng)運行而對防止過熱及防止凝固所提出的嚴格要求，混凝土儲熱系統(tǒng)運行維護安全可靠。經過多年實驗驗證及第三方權威檢測機構驗證，完全可以滿足光熱電站儲熱系統(tǒng)的設計要求，并可推廣至更多熱能存儲應用領域，發(fā)展前景廣闊。一號電站實測結果表明，換熱性能指標與設計計算結果一致，完全能夠滿足各種工況條件下的儲熱、放熱工藝需求，標志著兆陽光熱混凝土儲熱技術體系已具備大規(guī)模推廣條件。
兆陽光熱技術體系的設計充分考慮了中國特殊自然條件下建設運行光熱電站可能遇到的問題，以提高電站投資經濟性和運行可靠性乃至最終實現(xiàn)平價上網為設計目標，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)光熱發(fā)電技術的一次徹底革新，開創(chuàng)了一條有助于實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)擴張的技術通道，其設計理念將對全球范圍內現(xiàn)有的光熱技術和行業(yè)發(fā)展產生重大影響。
該項目的驗證成功,在國內各光熱發(fā)電示范項目中首家采用大規(guī)模建設運行的實際技術經濟數(shù)據,證明了所用兆陽光熱發(fā)電技術體系在中國環(huán)境資源條件下的真實可行性,在很大程度上規(guī)避了進一步大規(guī)模建設示范項目的投資風險,為穩(wěn)妥高效推進光熱發(fā)電示范項目奠定了堅實基礎,并將對首批光熱發(fā)電示范項目的調整推進產生重大影響。
