此外,光熱電站目前還普遍采用(yong)空(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術來(lai)降低(di)成本。蒸汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)管(guan)道(dao)(dao)內的(de)過熱蒸汽(qi)必須在(zai)閉環系統(tong)中進行冷(leng)卻并冷(leng)凝回水,空(kong)(kong)冷(leng)技(ji)術使(shi)用(yong)含許多(duo)扇葉的(de)空(kong)(kong)氣(qi)冷(leng)凝器(qi)使(shi)空(kong)(kong)氣(qi)在(zai)管(guan)道(dao)(dao)內循環以實現(xian)冷(leng)卻和冷(leng)凝蒸汽(qi)。相反,水冷(leng)系統(tong)則使(shi)水在(zai)管(guan)道(dao)(dao)中循環,耗水較(jiao)多(duo)。
Joe Desmond表示:“目前(qian),所有進行招標的(de)光熱項目都采用空冷技(ji)術,這(zhe)將比傳統的(de)水(shui)冷技(ji)術減少95%的(de)用水(shui)量。例如,Ivanpah光熱電(dian)站就(jiu)采用空冷技(ji)術,該電(dian)站每(mei)年使用50英(ying)(ying)畝尺(chi)水(shui)(1英(ying)(ying)畝尺(chi)相(xiang)當于1英(ying)(ying)畝地1英(ying)(ying)尺(chi)深(shen)的(de)水(shui)量),這(zhe)相(xiang)當于該電(dian)站旁高爾夫球(qiu)場的(de)一(yi)個球(qiu)洞(dong)的(de)年用水(shui)量。”
光熱發電“追逐”高溫
Kevin Smith認為(wei),對于各(ge)種電站而言,較高(gao)溫(wen)(wen)度下的(de)運作意味(wei)著較高(gao)的(de)發(fa)電效率(lv),光熱(re)電站也(ye)是如此。因此,SolarReserve正在(zai)(zai)開發(fa)一種可在(zai)(zai)760℃至816℃的(de)高(gao)溫(wen)(wen)條件下運行的(de)先進的(de)塔式吸熱(re)器。
槽式(shi)(shi)光熱(re)(re)發(fa)電技術(shu)(shu)采(cai)用溫(wen)度(du)限于400℃的合成導熱(re)(re)油(HTF)作為傳熱(re)(re)介質。因此(ci),槽式(shi)(shi)光熱(re)(re)電站(zhan)儲熱(re)(re)溫(wen)度(du)范圍為280-400℃,這比塔式(shi)(shi)技術(shu)(shu)儲熱(re)(re)溫(wen)度(du)要(yao)低(di)。2015年(nian)發(fa)表(biao)于Science Direct的一項研究表(biao)明(ming),來自(zi)德國瓦(wa)克化(hua)學公司(WackerChemieAG)的新型有(you)機硅導熱(re)(re)油—Helisol,在425℃下可(ke)形(xing)成低(di)沸(fei)點的氣態化(hua)合物。從經(jing)濟(ji)性角度(du)來測算(suan),硅油的使(shi)用可(ke)以使(shi)LCOE降低(di)5%。
為了提(ti)升槽(cao)式(shi)光熱系(xi)(xi)統的(de)運行(xing)溫度(du),德國航空航天(tian)中(zhong)心(DLR)也在(zai)進行(xing)相關研(yan)究(jiu)(jiu)。2016年(nian)夏,由DLR領導(dao)的(de)為期兩年(nian)的(de)國際光熱項(xiang)目(mu)研(yan)究(jiu)(jiu)工作開展(zhan),其(qi)目(mu)的(de)是證(zheng)明槽(cao)式(shi)光熱電站中(zhong)使用熔鹽(yan)的(de)可行(xing)性。“采用熔鹽(yan)使運行(xing)溫度(du)高達550℃是可能的(de)。”DLR太(tai)陽能研(yan)究(jiu)(jiu)所線聚(ju)焦集(ji)(ji)熱系(xi)(xi)統部項(xiang)目(mu)經理(li)Michael Wittmann說。作為這項(xiang)研(yan)究(jiu)(jiu)工作的(de)一(yi)部分,今(jin)年(nian)秋(qiu)天(tian)將在(zai)葡萄(tao)牙èvora建設一(yi)個(ge)熔鹽(yan)槽(cao)示范項(xiang)目(mu)。該電站裝機容量為2.2MWth(一(yi)個(ge)含(han)四個(ge)槽(cao)式(shi)集(ji)(ji)熱器(qi)的(de)完整回路(lu))并配置一(yi)個(ge)容量為1.6MW的(de)蒸(zheng)汽發生器(qi)。
參與這項研究(jiu)的一些企業,如TSK、Flagsol工(gong)程(cheng)公司(si)將改進其(qi)槽式集(ji)熱(re)器(qi)的設計,并證(zheng)明其(qi)適(shi)用(yong)(yong)性。德(de)國Steinmüller工(gong)程(cheng)有限公司(si)將安裝和測試其(qi)用(yong)(yong)熔鹽加(jia)熱(re)的直(zhi)(zhi)流蒸汽發(fa)生器(qi),直(zhi)(zhi)通設計將滿足(zu)商業化運行的過(guo)熱(re)蒸汽參數。Wittmann表(biao)示,熔鹽技(ji)術(shu)或將使槽式技(ji)術(shu)成本降低33%。
創新技術不斷涌現
日本(ben)三菱(ling)日立(li)電力系(xi)統(tong)(tong)有限公司計(ji)劃在近(jin)期(qi)完成其新(xin)型太(tai)陽(yang)能(neng)集熱(re)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)測試(shi)工作(這(zhe)項工作從去年8月開始(shi)在橫濱分公司展開)。該計(ji)劃包(bao)含(han)一項屬(shu)于混合(he)系(xi)統(tong)(tong)專利設計(ji),它將(jiang)菲(fei)涅爾光熱(re)技術(shu)中蒸(zheng)(zheng)發器(qi)和塔式(shi)光熱(re)技術(shu)中的(de)(de)過熱(re)器(qi)相(xiang)結合(he)。與(yu)傳統(tong)(tong)的(de)(de)光熱(re)發電系(xi)統(tong)(tong)相(xiang)比(bi),這(zhe)項設計(ji)能(neng)夠(gou)以較低的(de)(de)成本(ben)生(sheng)產更(geng)高溫(wen)度(du)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)。在該系(xi)統(tong)(tong)中,通過低成本(ben)的(de)(de)菲(fei)涅爾蒸(zheng)(zheng)發器(qi)聚(ju)集的(de)(de)太(tai)陽(yang)光約占總輻射(she)量(liang)70%,同時可(ke)產生(sheng)溫(wen)度(du)為300℃的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)。剩余的(de)(de)太(tai)陽(yang)光則由塔式(shi)過熱(re)器(qi)收(shou)集,這(zhe)將(jiang)使蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)溫(wen)度(du)升至550℃。
圖:創新型數字玻璃
值得一提的(de)(de)是,去年7月,勞倫斯利物摩爾國家實(shi)驗室(LLNL)開始執(zhi)行美國能(neng)源部(bu)(bu)Sunshot計劃,并與(yu)GiantLeap進(jin)行技(ji)術(shu)合作(zuo)。LLNL方(fang)面表示,Collects項目(mu)旨在進(jin)一步開發GLT的(de)(de)數(shu)字(zi)玻璃技(ji)術(shu),該技(ji)術(shu)將(jiang)作(zuo)為(wei)一種新方(fang)式來采(cai)集太陽光。數(shu)字(zi)玻璃僅使用一小部(bu)(bu)分材料,用薄(bo)而透明的(de)(de)面板替換目(mu)前使用的(de)(de)定日(ri)鏡,這樣將(jiang)大(da)大(da)縮小太陽能(neng)電站的(de)(de)占(zhan)地面積,同時能(neng)收獲五(wu)到十倍的(de)(de)太陽光。
中國制造或扮演關鍵角色
除了上述技術創新(xin)以及多方面降低成本的(de)嘗試以外,中(zhong)國光(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)行(xing)業(ye)的(de)啟動或成為全球(qiu)光(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)行(xing)業(ye)發(fa)(fa)展的(de)最大(da)助力。假如中(zhong)國首批光(guang)熱示范項目(mu)及十(shi)三五規劃得(de)以順(shun)利(li)完成,不但將完全顛覆國際光(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)行(xing)業(ye)格(ge)局,中(zhong)國光(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)產(chan)業(ye)鏈的(de)不斷發(fa)(fa)展成熟也必將帶來光(guang)熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)成本的(de)大(da)幅下降,這(zhe)種發(fa)(fa)展模式已經在光(guang)伏(fu)和風電(dian)(dian)行(xing)業(ye)中(zhong)得(de)到了證實。
事實上(shang),目前(qian)中國(guo)(guo)(guo)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電行(xing)業(ye)(ye)的(de)啟動正吸引著全(quan)球光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電玩(wan)家的(de)目光(guang)(guang),從(cong)整個行(xing)業(ye)(ye)角度來講,如何將相對(dui)(dui)(dui)成(cheng)熟的(de)海外技(ji)術以及部分已經被(bei)驗證的(de)國(guo)(guo)(guo)產自主技(ji)術和中國(guo)(guo)(guo)特殊開發(fa)(fa)(fa)(fa)環境(jing)完美結合,盡快(kuai)推動中國(guo)(guo)(guo)首批(pi)光(guang)(guang)熱(re)示范項目順(shun)利開發(fa)(fa)(fa)(fa),盡快(kuai)促(cu)進(jin)中國(guo)(guo)(guo)制造在光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電行(xing)業(ye)(ye)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)成(cheng)熟,不但對(dui)(dui)(dui)中國(guo)(guo)(guo)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電行(xing)業(ye)(ye)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)具有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義,對(dui)(dui)(dui)于(yu)全(quan)球光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)(fa)電行(xing)業(ye)(ye)的(de)未來發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)乃(nai)至可(ke)再生能(neng)(neng)源發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)格局都可(ke)能(neng)(neng)將產生重(zhong)要(yao)影響。