CSPPLAZA研究中心:美(mei)國開(kai)發(fa)的(de)五(wu)個大(da)(da)型光熱(re)電(dian)(dian)(dian)站率先將槽式(shi)和塔式(shi)技術(shu)推向了百MW級(ji)以上的(de)大(da)(da)規(gui)模商業化(hua)(hua)應用,大(da)(da)規(gui)模電(dian)(dian)(dian)站從投運到(dao)達(da)到(dao)設計發(fa)電(dian)(dian)(dian)目(mu)標(biao)往往需要(yao)一(yi)段時(shi)間進(jin)行(xing)(xing)系統的(de)磨合和運營(ying)的(de)優(you)化(hua)(hua)以逐(zhu)漸(jian)達(da)到(dao)最佳運行(xing)(xing)狀態,這段時(shi)間被稱(cheng)為(wei)學習過(guo)渡期。自2013年(nian)10月至今(jin),這五(wu)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)站中的(de)部分(fen)光熱(re)電(dian)(dian)(dian)站已(yi)經運行(xing)(xing)了兩個完整(zheng)年(nian)度,其實際(ji)的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)表(biao)現孰優(you)孰劣?誰的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量攀升(sheng)至設計值需要(yao)的(de)過(guo)渡期最短?CSPPLAZA為(wei)此(ci)進(jin)行(xing)(xing)了統計分(fen)析。
單(dan)純地(di)從實際發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)與設(she)(she)計(ji)(ji)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)的(de)對比來(lai)看,槽式無儲熱電(dian)(dian)(dian)站的(de)表現最佳,Genesis Solar在2015年(nian)全(quan)(quan)年(nian)的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)達(da)到(dao)(dao)(dao)621454MWh,達(da)設(she)(she)計(ji)(ji)年(nian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)的(de)107%;Solana電(dian)(dian)(dian)站在2015年(nian)全(quan)(quan)年(nian)的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)達(da)到(dao)(dao)(dao)718843MWh,達(da)設(she)(she)計(ji)(ji)年(nian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)的(de)76%;Ivanpah電(dian)(dian)(dian)站2015年(nian)度(du)總發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)達(da)到(dao)(dao)(dao)670467MWh,達(da)設(she)(she)計(ji)(ji)年(nian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)的(de)62%。這三(san)大(da)電(dian)(dian)(dian)站的(de)投運時間相近,排除各(ge)自(zi)需要的(de)學(xue)習(xi)過(guo)渡期的(de)因素影(ying)響,槽式無儲熱電(dian)(dian)(dian)站看起來(lai)更易達(da)到(dao)(dao)(dao)設(she)(she)計(ji)(ji)發(fa)電(dian)(dian)(dian)目(mu)標。
項目 | Ivanpah | Crescent Dunes | Solana | MOjAVE SOLAR | GENESIS SOLAR |
技術 | 塔式DSG | 熔(rong)鹽塔式(shi)10小時儲熱(re) | 槽式6小時(shi)儲(chu)熱 | 槽(cao)式 | 槽式 |
總裝機 | 392MW | 110MW | 280MW | 250MW | 250MW |
投運時間 | 2014年2月(yue) | 2016年2月(yue) | 2013年(nian)10月 | 2014年12月 | 2014年4月 |
設計發電量 | 1079 GWh | 944 GWh | 944GWh | 600 GWh | 580 GWh |
表:美國五(wu)大光(guang)熱電站(zhan)信息簡(jian)表
表(biao)1繪出(chu)了(le)自2013年(nian)8月(yue)到2016年(nian)8月(yue)五(wu)(wu)(wu)大(da)(da)光熱電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)月(yue)發電(dian)(dian)量(liang)曲線,這(zhe)(zhe)五(wu)(wu)(wu)大(da)(da)電(dian)(dian)站(zhan)在地理位置(zhi)上(shang)雖分布于(yu)內華(hua)達、加州(zhou)和(he)亞利桑那州(zhou)三(san)個州(zhou),但這(zhe)(zhe)三(san)州(zhou)交(jiao)界,其電(dian)(dian)站(zhan)所處(chu)地理位置(zhi)實際的(de)(de)天氣(qi)情況(kuang)和(he)太陽(yang)輻照資(zi)源相差并不大(da)(da),從表(biao)中可見五(wu)(wu)(wu)大(da)(da)電(dian)(dian)站(zhan)在不同月(yue)份發電(dian)(dian)輸出(chu)的(de)(de)高峰低谷有(you)明顯重(zhong)合。因此(ci),對(dui)比這(zhe)(zhe)五(wu)(wu)(wu)大(da)(da)電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)實際表(biao)現也相對(dui)更(geng)具有(you)參考(kao)價值(zhi)。
表1:五大光(guang)熱電站單(dan)月(yue)發電量曲(qu)線圖
表2繪出了自(zi)2013年(nian)8月(yue)到(dao)2016年(nian)8月(yue)三(san)年(nian)間這五(wu)大光熱電站的(de)(de)(de)年(nian)發(fa)電量(liang)(liang)(非自(zi)然年(nian),按每12個月(yue)的(de)(de)(de)發(fa)電量(liang)(liang)統(tong)計(ji))相對設(she)計(ji)年(nian)發(fa)電量(liang)(liang)的(de)(de)(de)比(bi)值曲線,從中可見,Genesis在多個連(lian)續12個月(yue)內的(de)(de)(de)發(fa)電量(liang)(liang)超出設(she)計(ji)發(fa)電目標,且發(fa)電表現已趨平穩(wen)。
表2:五大光熱(re)電站實(shi)際年(nian)發電量(liang)/設計(ji)年(nian)發電量(liang)曲線(xian)圖
從中可(ke)見,Genesis和Mojave兩個槽式無儲熱電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)爬坡曲(qu)線(xian)相對(dui)更(geng)陡,這意味著(zhu)其實際發(fa)電(dian)(dian)能(neng)力可(ke)以更(geng)快的(de)(de)(de)達到設計(ji)發(fa)電(dian)(dian)目標,需要(yao)的(de)(de)(de)學(xue)習過渡(du)期更(geng)短,塔式DSG電(dian)(dian)站(zhan)Ivanpah的(de)(de)(de)爬坡曲(qu)線(xian)則較(jiao)為平緩,這也與其設定的(de)(de)(de)需要(yao)四年的(de)(de)(de)學(xue)習過渡(du)期相一致。新月沙丘熔鹽塔電(dian)(dian)站(zhan)目前在記錄的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)量數據(ju)較(jiao)少(shao),其發(fa)電(dian)(dian)量的(de)(de)(de)攀升曲(qu)線(xian)目前來看(kan)還不(bu)具有太大參考價(jia)值。
總體而言(yan),槽(cao)(cao)式電站(zhan)(zhan)(zhan)方面(mian),槽(cao)(cao)式無儲熱電站(zhan)(zhan)(zhan)相(xiang)對配儲熱的(de)(de)Solana電站(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)實際發(fa)電表現(xian)更容易達到設計目標,可能是因(yin)為配置(zhi)儲熱系統(tong)后(hou),系統(tong)的(de)(de)復雜程(cheng)度(du)增加(jia),需要(yao)更長的(de)(de)時間磨合過(guo)渡。塔(ta)式電站(zhan)(zhan)(zhan)方面(mian),因(yin)塔(ta)式技術的(de)(de)商業化(hua)成熟案例(li)本身(shen)非常(chang)之(zhi)少,Ivanpah電站(zhan)(zhan)(zhan)和新(xin)月沙丘(qiu)電站(zhan)(zhan)(zhan)均是塔(ta)式技術的(de)(de)創新(xin)性里程(cheng)碑(bei)之(zhi)作,其發(fa)電量攀升相(xiang)對槽(cao)(cao)式電站(zhan)(zhan)(zhan)慢(man)也在預期之(zhi)中。
注釋:本文中所列出的發電量均為實際上網電量,數據來源于EIA。
另本網對文中五大光熱電站的發電量的月度、年度(非自然年)、實際/設計發電量比值進行了統計,感興趣的讀者可點擊閱讀原文或登陸網站下載研究。