太阳能热电联产系统的示范电站,可以为规模化分布式太阳能热发
电站提供数据和典型示范,为我国太阳能热发电提供经验和示范。
项目建设的必要性
科技部太阳能利用规划的迫切需要
根据太阳能发电科技发展十二五专项规划
在太阳能建筑供能方面,我国的被动太阳能建筑技术已经基本发展成熟。
但在区域太阳能建筑供暖技术和应用领域仍为空白
在十二五期间重点完成掌握低温段和高温段以上
储热材料设计制备大容量储热系统热损抑制区域集中供热系统集成能量
输配与管理技术,形成分布式和大容量集中太阳能储热与供热系统示
国家宏观政策的需要
年月日起施行的国家发改委的产业结构调整指导目录年本
鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被列为新能源鼓励类中的第项。
这意味着十二五期间,国家将在产业政策方面大力推进光热发电电站及与其有
关的设备制造,太阳能的利用技术从太阳能光伏转移到太阳能光热发电上来。
国家可再生能源发展十二五规划太阳能热发电目标拟定为年
装机达万千瓦,到年装机达万千瓦。
未来年将在全国光照条件
好可利用土地面积广具备水资源条件的地区开展太阳能热发电项目的示范,
十二五将通过这些试点地区项目带动产业发展,到年开始实现规模化
商业应用。
太阳能光热发电已经成为国家宏观经济战略新兴的最重要的技术类型和产
业。
国际新能源发展趋势的急迫需要
根据欧洲太阳能热发电协会发布的太阳能热发电产业产业路线图
报告指出未来十年内,太阳能热发电产业能够可以以盈利的商业模式发展壮
大,不需要任何的补贴可以与传统能源和其他可再生能源竞争。
根据美国太阳能发展的规划,年美国太阳能光伏发电占。
而太阳
能光热发电占,显然太阳能热发电是美国太阳能发电的主流技术,但是我国
主要投资都投放到了太阳能光伏领域,而光热技术处于研发之中,因而急迫需要
突破太阳能热发电技术的障碍,赶上世界先进国家的发展。
太阳能热电技术已经成为完成上述任务的关键制约因素,因而需要急迫在技
术上进行突破。
完善太阳能发电技术种类
根据美国能源部的太阳能热电发展战略规划,年美国的塔式蝶式
槽式太阳能电站的比例为,年为,
蝶式系统由上升为从而成为美国的主流太阳能发电技术。
在我国的太阳能发电研究中,业主单位经过十多年的研发,在国际上首次
发明了分布式太阳能热电联产,将全球的太阳能热电类型由已有的三种类型发展
成为分布式太阳能热发电第四种类型本项目就是该技术的具体的示范,项目建
成后将成为全球首例分布式太阳能热发电站,
调整我国太阳能产业发展急需的技术
我国太阳能发电产业目前主要采用太阳能光伏发电技术,产量比较高,但其
中只有约在国内使用,的产量都出口了,其主要的原因在于太
阳能光伏发电成本较高,如果没有政府的补贴政策支持,难以在市场中推广如
果采用国际上同样的政府补贴政策,势必给我国经济发展背负沉重的负担。
太阳能热发电比太阳能光伏发电具备明显的优势,特别是在发电成本储存
并网等方面的优势,而大规模的太阳能热发电的示范,特别是在太阳能资源比较
匮乏的安吉建设太阳能热电站,对太阳能热发电的应用将提供种全新的理念和
技术的可行性,如果项目建设成功,标志着太阳能在太阳能资源比较匮乏的区域
仍可以实现有效的利用,对发展我国太阳能产业具有重要的现实意义和示范作
用,同时也为我国太阳能资源匮乏区域提供太阳能应用提供全新的技术手段和技
术保证。
为我国提供全部自主知识产权的太阳能热电技术
现有的太阳能热发电技术和专利技术,主要是欧美国家掌握,特别是传统的
槽式蝶式以及塔式发电站。
由于欧美国家在此领域的研发出于处于领先地位,
因而主要相关技术以及器件都被欧美国家限制,甚至限制对我国的销售。
太阳能
热电产业必须走自主创新的道路。
本项目采用数十项业主方研发的专利技术,为
保证我国经济长期稳定持续的发展提供太阳能能源保证的尝试,为我国发展可再
生能源提供急迫需求的技术,为减排温室气体提供可能的技术保证。
项目成功之
后将为我国提供种全部自主知识产权完全国产化的太阳能热发电技术,有重大
的经济和社会效益。
促进经济发展进入到绿色经济时代
从太阳能热发电实现对传统能源的替代入手,实现工业农业建筑交通
等领域的采用绿色能源的发展,从而促进经济发展进入到绿色经济时代。
完成了节能减排的约束指标
大规模的太阳能热电联产的建设,可以快速规模化的完成节能减排的目标,
不必通过拉闸限产的传统政策模式,就可以即实现经济的高速发展,又实现
经济的绿色发展因而发展太阳港技术是实现节能减排指标最优的方法和经济手
段。
占领了战略新兴产业的制高点
战略新兴产业含有国民经济支柱产业,快速发展太阳港技术,可以形成太阳
港制造产业以及应用产业,可以迅速占领战略新兴产业的制高点,从而在战略新
兴产业以及国民经济支柱产业上形成超前发展的优势。
形成了新的国民经济的支柱产业
战略新兴产业的发展,作为取代传统的国民经济支柱产业的新兴的国民经济
支柱产业,率先发展将取代产业发展的优势,在此领域不存在沿海与内陆的差距,
因而对于内陆地区,可以实现跨越式的经济发展模式,在充分的政策优势下,可
以率先实现新的国民经济支柱产业。
实现了对传统产业的带动作用
以
传热系数
存贮密度
使用温度
压缩强度
粘接强度
线膨胀系数
高温蓄热及高温传热
本项目初期采用低温传热及低温蓄热技术,工作
温度低于度,因而是比较成熟的技术方案,主要是
为了尽快的实现电站的采集和建设,并保证尽快稳定的
发电。
在项目实现稳定发电后,将提高采集及蓄热传热温度,并将现有的度
以下的工作温度,提高到度,采集温度度,蓄热温度度,
级背压发电温度为度,二次发电温度为度。
因而本技术方案是两步走的技术方案,第部采用可靠成熟的技术实
现稳定的发电,第二部提高工作温度,提高系统的工作效率,因而既可以实现快
速的电站建设,又可以通过温度的提升,获得提高效率,降低成本。
发电系统
高温发电采用背压发电机组发电
背压发电机组
进口压力温度
度
排汽压力
汽耗量
功率
发电效率
低温发电双螺杆机组进行发电机组
进口压力
进口温度度
耗气量吨小时
水溶性溶
功率两台
系统发电
示范电站设计有高温发电系统低温发电系统以及生物质发电系统,三个发
电系统都可以运行发电,但是正常运行工况为由高温背压发电以及低温机组
联合双级发电,发电整体效率为。
发电传输及并网系统
并网方案
太阳港采用的背压汽轮机发电或螺杆机发电都是属于传统的发电机组,因而
可以直接并网,采用现有的升压设备就可以实现并网,其技术参数需要根据当地
电网的要求进行设计和调整,发电机组全部采用交流发电,无需逆变。
连续运行
本示范电站在白天正常时间情况下,采用高温及以低温正常发电,在夜间采
用蓄热部分发电,并根据太阳能的采集热能的状态,将发电的功率降低,并维持
在适合的发电状态,直到白天可以继续发电,因而本发电系统是连续的发电系统,
可以保证稳定的并网,以保住电网的技术要求。
到了晚上或者白天太阳能采集温度低于设计要求时,启动生物质沼气锅炉,
来实现温度的提升,在生物质消耗完毕后,将高温发电关闭,仅利用低温进行发
电。
在高温太阳能采集太阳能资源不充分情况下,将启动生物质沼气升温系统实
现升温,从而弥补在本项目所处地的太阳能资源匮乏的问题,保证太阳能正常的
发电运行。
运行维护
发电系统设计有计算机自动检测控制系统,可以实现计算机监控的运行,仅
需要人员进行检测,就可以实现稳定的电力供应。
建筑供暖的保证体系
为了保证建筑供暖的需求,在系统中,特别设计有高温换热装置,在冬季需
要建筑供暖时,可以将高温热能直接转换为低温热能,用于建筑的供暖,这样可
以保证冬季建筑供暖的能源需求,建筑供暖作为系统需要保证的第个任务,本
系统在设计时就充分考虑到该需求的重要性并重点进行保证。
运行维护方案
能源生产及利用
热能生产
设置在地面工厂建筑屋顶的太阳能采集部分,实现了太阳能的初级采集,
为太阳能热电站提供强大的热能采集。
该部分可以直接用于建筑供暖。
碟式高温
部分设置在周围的山区内,采集后直接进入到高温蓄热器中,高温蓄热后直接进
入到发电机组进行高温被压发电,余热在进入到低温螺杆发电机组进行发电,螺
杆机组的余热,再进入到建筑供暖热力网管,实现对建筑的热能的供应。
设置由特殊的换热装置,可以将高温的直接转换为供暖的热能,保证建筑的
能源供应。
高低温蓄热
本电站采用导热油及度的相变材料实现混合相变蓄热,蓄热时间初
步设计为小时还可以根据资金场地及气候对蓄热时间进行调整。
蓄热部
分全部采用自动化控制,只需要监测计算机数据即可。
系统运行及维护
本系统采用智能化计算机控制系统,太阳能碟式采集部分完全由计算机进行
控制,发电机组也有专用的控制柜实现对其的控制,因而本系统在运行和维护上
基本采用计算机控制,只需要少数人进行检测及运行状态即可。
进度计划与安排
工程前期准备个月,包括进行详细的可行性报告的编制施工图设计,计
划正式开工日期为年月,建设期个月,正式投产日期预计为
年月包括调试和试运行,总建设期为个月。
但是为了保证在年月份实现建筑供暖,可以先期完成太阳能高温采
集及低温采集部分的施工,发电机组后