
太阳能热发电正成为宇宙限制内可再生能源规模的投资热门。正在中邦,太阳能光热发电方才起步,但因为其本钱高、服从低和范围小等局部,暂时太阳能热行使率仅占我邦一次能源供应的1%。对此,中科院工程热物理探求所金红光探求员以为,太阳能热行使要冲破瓶颈,有用提升正在一次能源行使中的比重和达成邦度节能减排倾向,肆意成长适合我邦特性的中低温太阳能互补发电技巧是必定之道。
太阳能热发电要紧有槽式聚焦体例、塔式聚焦体例、碟式聚焦体例和反射菲涅尔聚焦体例等4种办法。目前一经贸易化运转的要紧是槽式和塔式。正在光电服从方面,除了碟式到达30%以上,其他3种根本为15%旁边。
目前,限制太阳能热发电成长的要紧技巧滞碍是聚光本钱较高,正在不宁静太阳辐照下的体例光学服从和热功转换服从低和太阳能发电范围难以达成冲破。
“这些太阳能光热发电技巧并未全部成熟。”金红光告诉《科学时报》,太阳能高温发电的中枢技巧尚未操作,引进海外技巧和照搬海外形式需付出巨额的经济价值,聚光装备和蓄能部件、丰富而高贵(聚光占总投资本钱的48%~58%,蓄能占20%)。同时,通过纠合高达800℃~900℃的高温太阳热,出现300℃旁边的低温、低压蒸汽发电,形成500℃~600℃广大温差的太阳辐射热奢华,是以年均匀发电服从仅为10%~12%,服从较低。
这些聚光集热式太阳能发电技巧,正在某些运用规模各具上风,但没有一种技巧能正在通盘规模名列前茅。正在这些技巧本钱的相比较赛中,将会显露少少庞大改进和蜕化。
相对待目前纠合高温热发电的简单太阳能发电形式,金红光提出的“中低温太阳能互补发电技巧”具有其特别的上风。
据先容,这项技巧基于邦内已成熟的“中低温太阳能技巧”,通过采用低聚光比扔物槽式太阳能集热器,出现500 ℃以下的太阳热,并与火电站发电技巧及燃料转化发电技巧等结婚共筑,达成能源互补行使。
值得一提的是,这项技巧能够运用于更新改制一面中小火电站。纠合300℃以下的中低温太阳能替换一面或齐备火电站的回热体例的蒸汽抽汽,一方面使汽轮机增容、节俭煤耗,另一方面,充溢行使中低温太阳热与高压、高参数的汽轮机技巧相勾结,可使太阳能热发电单机到达几十万千瓦的容量。
要是用这项技巧改制三成的中小火电,发端估算,每年可节俭3685万吨标煤,以2009年煤价780元/吨思索,年经济效益可达287亿元。
“这项技巧的上风正在于能使太阳能聚能蓄能部件本钱进入消重90%旁边的同时大幅度提升太阳能热转化服从和单机容量。并且可以大幅度提升火力发电和化石能源转化服从,消重煤耗。”金红光告诉《科学时报》。
继2006年金红光团队正在北京通州筑成15千瓦试验台之后,这项技巧一经获取邦内大型电力企业的高度合切。据先容,与华电集团团结创立的200千瓦装备正正在创立中。
这项技巧同时获得了邦际同行的高度评判,ASME Solar Energy Technology杂志前主编、瑞士苏黎世工学院A. Steinfeld 教育评判道:“对太阳能高效行使是一个苛重的探求规模,这原创性地筑造了评判太阳能中低温行使经过的外面框架。”
这种以中低温太阳能燃料转化为中枢的发电体例的上风正在于:一是将纠合的中低温太阳能提拔到高品德燃料化学能的体式,不再固执于方便的热行使,达成了中低温太阳能与化石燃料的梯级行使;二是中低温太阳能燃料可通过燃烧出现高温燃气的办法促使热机做功,可使太阳能热发电服从到达35%,同时举措占地面积省略40%~60%、投资本钱消重40%~50%,将是太阳能热发电技巧的庞大冲破和厘革。
对待这项技巧的运用前景,金红光充满信仰。他告诉记者:“我邦新疆、内蒙古等西部地具有充裕的太阳能资源,同时煤炭资源又占宇宙煤炭资源总量约90%。正在我邦西部地域筑造数切切千瓦级大型太阳能与化石能源互补的归纳基地,将煤基众联产与太阳能燃料转化技巧勾结,范围化临盆干净燃料或制氢、发电,再将其输送到东部,从而造成宇宙新型能源搜集,不只能够肆意补充太阳能热行使正在我邦能源构造的操纵比率,并且会对他日太阳能热发电技巧成长起到史乘性变化效用。”
“从悠长来看,太阳能高温发电技巧会成为主流,但目前来看,太阳能中低温发电技巧是适应我邦中短期需求的适用技巧。”金红光说。