菲涅尔太阳能热发电的开拓引领者.pdf

建筑玻璃与工业玻璃2012,N12
建设时间很短,一般规模的光伏电站在6~12个月内相对很小,约300~400升/MWh,但其在天气过热时的
即可完成建设。而光热发电则需要大量的设备组件安运行效果不太理想,同时还将增加电站的投资成本。
装及较复杂的系统集成,一般都需要一年以上的建设而选择水冷的耗水量则高达30004000升MWh。
时间。光伏发电仅仅需要光伏电池板的铺设即可完成
湿室气体减排
大部分建设工作,而光热电站则需要进行光场系统、
光热发电和光伏发电每发出一度电的温室气体
储热系统、发电系统的建设,特别是光场系统,建设工减排量也有所不同。光伏电站的CO2减排当量约在
程量较大。另外,在后期的电站运维中,光伏电站几乎15g-90gkWh之间,而光热电站CO2减排当量约在
不需要工作人员在现场进行维护,远程操作即可实15g~70gkWh之间。这主要是其自身的运行耗电量有
现,而光热电站则必须要技术人员在电站现场,随时所不同,光热电站相关设备的白耗电量要大一些。
进行电站运行维护。从建设时间和后期运营时间来
工作岗位
看,光热电站无疑都比光伏电站费时的多。
光伏电站的组件安装不需要有专业技术能力的
原材料供应
工人,光热电站的系统安装难度较大,需要掌握一定
光伏电站的主要组成是光伏电池板,目前应用的技术能力的工人,上岗之前需要对其进行一定程度的
多为品硅电池、碲化薄膜电池,其原材料供应可能培训,这一方面也增加了劳动力的素质;同时由于光
会出现供应趋紧并导致市场价格升高的问题,特别是热电站的建设周期较长,对劳动力的需求也更多
碲化镉的元素组成都为稀有金属材料,更易引发价格造的工作岗位也就更多。对带动项目建设当地的人员
波动,而光热电站的原材料构成主要为玻璃、钢铁、混就业效果更加明显。
凝土等常见材料,供应量充足,基本不会出现因原材
经济拉动
料供应而引发的价格大幅波动。
光热发电技术由于其产业链更长,投资規模更
应用成熟度
大,对经济的拉动效应也更加明显。光热电站涉及到
光伏发电的成本近些年来下降迅猛,技术也目趋的玻璃、钢铁等产业都属于传统基础工业,光热电站
成熟,应用已经在全球范围内铺开并实现商业化运建设需求将进一步刺激相关产业的发展,拉动经济。
营。但光热发电还是一种相对不够成熟的技术,应用
两种技术的合作
还处于初级阶段,离完全市场化的商业化运营还有较
光伏发电和光热发电作为炳种不同的太阳能发
长距离。另外,光伏发电更高的可扩展性使其可以满电技术,当前很多人将其作为竞争关系进行分析,事
足微型和大型太阳能电站的建设需求,在应用领域方实上,我们可以考虑将这炳种技术结合起来以实现更
面更加灵活,而光热发电目前来看在此方面的优势不大的整体运行效果。当前,光热发电技术已经能够很
太明显,光热发电对太阴能辐照条件要求过高也使得轻易地就和传统的燃煤电站、燃气电蛄等进行混合发
光热电站对地理位置的要求更加苛刻。
电,光热发电对电网友好的特性使其可以充当电网的
水资源消耗
可调度电源,发挥类似抽水蓄能电站的一些特性和功
水资源短缺是一个特别重要的考量因素,相对光能,而光伏电站则由于其不可持续性、间款性易对电
热电站来讲,光伏电站水的消耗量很小,仅限于清洁网造成冲击,增加光热发电的并网装机量则可以让电
用水(耗水量约15升/MWh)。评估一个光伏电站的可网更多地接收不可调度的光伏发电。
行性时,对水资源的评估可以忽略不计;而水资源消
NREL最近的研究也称,光热发电技术和光伏发
耗却是评佔一个光热电站可行性的重要考量因素,在电并非竞争对手,相反,通过成熟的储热技术的应用,
适合光热电站建设的大部分地区,水资源又相对短增加光热电站的并网裝机量则可以促进更多光伏发
缺,这给光热电站的建设带来了更多不确定因素。
电的上网。
光热电站的水耗主要在两个方面:清洁用水和冷
却用水,清洁用水量取决于技术路线而有所不同,根
菲涅尔太阳能热发电的开拓引领者
据对实际电站的研究结果显示,碟式光热电站的平均
清沽耗水量约在15~25升MWh之间,而塔式或槽式
非涅尔光热发电技术以结构简单、建设成本相对
光热电站的清洁耗水量则高达约90升MWh。在冷却较低而在光热发电的大家庭中占据一席之地,虽然其
方面,选择空冷技术可以大幅降低水耗,空冷耗水量缺点也很明显,但依然有人在这条路上坚持着并坚信
Architectural & Functional Glass N12 2012
这种技术拥有很好的发展前景。他们有的甚至在全球阿海珐太阳能
CSP市场中取得了不俗的成绩。
2010年,阿海珐成功收购了彼时美国硅谷的太
目前为止,全球菲涅尔光热发电技术仍由两大公阳能新星一一 Ausra光热太阳能公司,更名为阿海珐
主导,他们是 NOVATEC太阳能和阿海珐太阳能。太阳能( AREVA Solar)。阿海珐太阳能以其紧凑式线
两家公司都采用模块化的菲涅尔直接蒸汽发生系统型菲涅尔式光热发电技术著称。
组建光热电站,并分别有多个项目在运行或建设中。
阿海珐太阳能同样采用模块化及规模化设计,以
NOVATEC太阳能
缩短建设安装周期及降低运维费用。阿海珐单个反射
ABB公司2011年收购了 NOVATEC SOLAR公镜蒸汽发生模块参数及应用优点如下表:
司36%的股份,这成为ABB进军光热发电领域的开
始。 NOVATEC SOLAR拥有模块化的菲涅尔反射镜设
热输出达2M,电输出达到标准化材料,可在当地采
计专利,其设计的非涅尔光热发电系统員有成本、环
购,组装。低成本。
7.7 Mwe
保等方面的优势。其宣称如果按照标准的维护指令对耗水量80加仑(303升
过热蒸汽可方便和现有
组件进行维护,其设计的非涅尔光场系统在运行25 Lmwhe(空冷)。
传统电厂结合。
年后仍可保持至少95%的光学效率。 NOVATEC技术直接用水ホ作工作介质,不使用适用于大型独立电站、混合
的特点见下表。
导热油和熔盐。
电站、增能和工业蒸汽
项目用地用地:O5MW英亩:1.24单位面积可提供最大的
低成本优势
环境友好优势
MWe/公顷,是槽式热发电的一半。太阳能吸收峰值。
直接蒸汽发电,不需导
和其他光热发电相比,对安装角可靠、耐用,为最恶劣
直接产生蒸汽,温度高达500℃
热油,无污染
度要求低
气候条件而设计。
与槽式技术相比显著降低材料用量高效土地利用
节约用水一得益于闭环系统和
关键组件高自动化装备
空冷的应用。
快速简单的组装形成低建设成本系统抗风性强
市场拓展
采用标准玻璃和金属材料,方便采购
炳家公司分别依托ABB集团和阿海珐集团在电
自动化的清洗系统
较低的耗水
力市场的影响力,在全球光热发电市场展开竞逐,目
前全球已宣布的主要的菲涅尔光热电站项日均可以
NOVATEC采用模块化设计,其单套反射鏡集热看到这两家公司的身影。下面列出的是两家公司的相
模块的规格如下:
关项目:
宽
16.56m
阿海珐太阳能
NOVATEC太阳能
与印度信实电力合作建设两
西班牙 Puerto Er