21世紀(jì)能源結(jié)構(gòu)變革勢在必行,可再生能源以其取之不盡和清潔環(huán)保等優(yōu)勢將逐漸取代化石燃料,成為世界能源舞臺上的主角。將太陽能與成熟的常規(guī)發(fā)電技術(shù)整合,進(jìn)行多能源互補(bǔ)發(fā)電,可降低開發(fā)利用太陽能的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險,有效解決太陽能利用不穩(wěn)定和蓄熱技術(shù)不成熟等技術(shù)瓶頸問題,實現(xiàn)高效,低成本地利用太陽能,是太陽能熱發(fā)電技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的近中期階段。
結(jié)合我國煤電為主的具體國情,研究所開展了相關(guān)項目研究,根據(jù)多能互補(bǔ)、品位匹配的原則,將太陽能與燃煤火電機(jī)組互補(bǔ)集成,通過拋物槽式太陽能集熱器聚集300℃以下的中低溫太陽能,替代燃煤機(jī)組的高壓給水加熱器加熱鍋爐給水,而被替代的高溫、高壓蒸汽抽汽可在汽輪機(jī)中繼續(xù)膨脹作功。由于中低溫太陽能與鍋爐給水品位更相匹配,可減少傳熱過程的不可逆損失,有效增加電站出功。同時,300℃太陽熱能借助先進(jìn)的大規(guī)模燃煤機(jī)組,與高參數(shù)的蒸汽朗肯循環(huán)相結(jié)合,可提升中低溫太陽能的作功能力,完成高效熱轉(zhuǎn)功,太陽能凈發(fā)電峰值效率可達(dá)24%左右,年平均發(fā)電效率為18%左右,與集熱溫度近400℃的太陽能單獨(dú)發(fā)電相比,仍高約4個百分點,這意味著互補(bǔ)系統(tǒng)單位出功所需太陽能集熱面積從單獨(dú)槽式熱系統(tǒng)的6.3m2/kW左右降至5.2-5.8m2/kW,總鏡場投資也相應(yīng)降低8-17%左右。
同時,相對單一太陽能熱發(fā)電,互補(bǔ)電站的太陽能集熱溫度在300℃以下,可采用較為便宜的低聚光比槽式集熱器,有利于進(jìn)一步降低成本,太陽能熱發(fā)電的比投資將控制在10000元/kW以下,發(fā)電成本為0.8元/kWh左右,均低于太陽能單獨(dú)熱發(fā)電水平,并隨著化石燃料價格逐漸上漲而顯示出更強(qiáng)的競爭力。此外,太陽能與火電機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電可使中低溫太陽能熱發(fā)電規(guī)模發(fā)展到單臺容量幾萬千瓦,與一座太陽能單獨(dú)發(fā)電電站規(guī)模相當(dāng),因此具有低成本、規(guī)?;_發(fā)利用太陽能資源的潛力。
通過與常規(guī)火電站結(jié)合,中低溫太陽能實現(xiàn)了“四兩撥千斤”地高效發(fā)電,為滿足我國大幅提高可再生能源利用率的重大戰(zhàn)略需求,加快太陽能熱利用在國家能源結(jié)構(gòu)的重要作用,提供了一個行之有效的新方式。
結(jié)合我國煤電為主的具體國情,研究所開展了相關(guān)項目研究,根據(jù)多能互補(bǔ)、品位匹配的原則,將太陽能與燃煤火電機(jī)組互補(bǔ)集成,通過拋物槽式太陽能集熱器聚集300℃以下的中低溫太陽能,替代燃煤機(jī)組的高壓給水加熱器加熱鍋爐給水,而被替代的高溫、高壓蒸汽抽汽可在汽輪機(jī)中繼續(xù)膨脹作功。由于中低溫太陽能與鍋爐給水品位更相匹配,可減少傳熱過程的不可逆損失,有效增加電站出功。同時,300℃太陽熱能借助先進(jìn)的大規(guī)模燃煤機(jī)組,與高參數(shù)的蒸汽朗肯循環(huán)相結(jié)合,可提升中低溫太陽能的作功能力,完成高效熱轉(zhuǎn)功,太陽能凈發(fā)電峰值效率可達(dá)24%左右,年平均發(fā)電效率為18%左右,與集熱溫度近400℃的太陽能單獨(dú)發(fā)電相比,仍高約4個百分點,這意味著互補(bǔ)系統(tǒng)單位出功所需太陽能集熱面積從單獨(dú)槽式熱系統(tǒng)的6.3m2/kW左右降至5.2-5.8m2/kW,總鏡場投資也相應(yīng)降低8-17%左右。
同時,相對單一太陽能熱發(fā)電,互補(bǔ)電站的太陽能集熱溫度在300℃以下,可采用較為便宜的低聚光比槽式集熱器,有利于進(jìn)一步降低成本,太陽能熱發(fā)電的比投資將控制在10000元/kW以下,發(fā)電成本為0.8元/kWh左右,均低于太陽能單獨(dú)熱發(fā)電水平,并隨著化石燃料價格逐漸上漲而顯示出更強(qiáng)的競爭力。此外,太陽能與火電機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電可使中低溫太陽能熱發(fā)電規(guī)模發(fā)展到單臺容量幾萬千瓦,與一座太陽能單獨(dú)發(fā)電電站規(guī)模相當(dāng),因此具有低成本、規(guī)?;_發(fā)利用太陽能資源的潛力。
通過與常規(guī)火電站結(jié)合,中低溫太陽能實現(xiàn)了“四兩撥千斤”地高效發(fā)電,為滿足我國大幅提高可再生能源利用率的重大戰(zhàn)略需求,加快太陽能熱利用在國家能源結(jié)構(gòu)的重要作用,提供了一個行之有效的新方式。