观点 | 槽式熔盐集导传储热发电技术的发展思考
发布者:admin | 来源:王工 | 0评论 | 764查看 | 2022-06-06 18:50:51    

——从“导热油”到“导热盐”槽式熔盐发电技术创新发展探索


作为最成熟的太阳能聚光发电技术之一——线聚焦抛物面槽式光热发电技术,目前在国内开展沙漠戈壁风电、光伏大基地进展中,作为容量型光热熔盐储能调峰电站应用技术,需要被更多专家们和投资商们认可和信赖,需要更多创新思维和先进技术的融合应用。


一个成熟稳定的聚光集热技术,从最初的集热开口2500mm,发展到开口5000mm,再到成熟应用最多的5770mm集热器,以及创新路上的6770mm,再到更大集热开口7500mm,跨越到新时代世界目前最大规模迪拜项目的开口8200mm,到中国企业自主研发创新的更大开口8600mm集热器,彰显大国重器创新精神。在国家“双控”任务“双碳”目标的多重政策利好下,结合沙漠地区光热、光伏、风电大基地,需要如何才能让更广大投资商,特别是以国家队央企发电集团带领的诸多发电企业成熟槽式技术的多重应用。透过首批示范项目诸多产业链上下游的企业健全,给槽式技术的创新发展带来了前所未有机遇。如何还能够重新出发,脚踏实地,创造崭新的机遇,打造成熟技术的新时代应用典范,颠覆认知,需要在总结历史的基础上,探索出可行之路。


作为太阳能光-热-电的多次转换发电方式利用,按照火电发展技术模式推进聚光太阳能,从中温中压——高温高压——超临界——超超临界的更高发电机组效率思维,更需要站在不同视角下,看问题,需要研究太阳能的本质问题,也有相对熟悉太阳能的专家观点,太阳能一定是在合适的温度下优先利用,针对真空管热水器一定是在低温区的范围内效率更高,聚光倍数的不同,使用温度范围不同,最终会有他适合的温度区间,或者叫更高效率下的温区利用才是发挥最大的价值。


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图1槽式光热电站储发电岛(图片来源于网路)


目前一般火电机组的发电小时数是7500多小时的利用设计,和光热电站2000小时(按照国内环境下不考虑增加太阳能倍数评估,目前来看大基地项目后面增加太阳倍数越大项目经济性有可能越差,除非国家再给更高储能电价补贴,或者参与电力现货交易晚高峰的高价发电小时数再延长,目前看基本上不太可能的样子,一般晚高峰3-4小时就很好了,如果大基地的区域看起来更低而不是更高)左右的利用设计,来追求汽轮发电机组一样的更高效率提升思维,显然需要数学经济专家们来分析评估经济性的取舍和高低。槽式技术需要在自己适合的温度区间发挥自身的优势,从中温中压的全系统装备成本更低考虑,从更低温度利用、系统模块灵活性,从更高利用小时数上面下更多功夫,而不是一味追求汽轮机的发电效率,放弃自身的综合优势。


欲与储能融一体,集传储热于一身。创新利用熔盐储热的本质,挖掘熔盐集热、导热、传热、储热一体化,并追求熔盐温差的更大温区利用,采用更低熔盐新材料彻底解决系统的多次换热难题。技术创新支撑行业和产业的快速发展,放弃目前二元熔盐产品的较高熔点难题,加速降低熔盐的低熔点温度,从220℃降低到140℃以下,增加80℃的温差就接近了槽式技术目前熔盐储热温差的90℃,再加上启动防凝加热的温度空间,就让温差加上了至少一倍,存取同样的热量,成本降低显著。更利于熔盐集热导热传热的匹配,减少高温盐导热对于全集热系统的装备整体性能提高带来的大幅成本增加难题,放弃二元盐的集热导热传热,更是线聚焦槽式技术目前唯一可再次发展的基石,也是让更多光热发电小时数大幅提升,更高效率利用太阳能技术的最佳方式。


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图2槽式熔盐发电示意图(图片来自于网络)


目前槽式熔盐储热的温差利用不足100℃是制约槽式熔盐材料利用更大量的困境,通过低熔点、低成本、低氯离子熔盐新型储能材料的综合利用,增大温差220℃以上减少熔盐使用量。槽式熔盐电站系统设计中减少导热油板块,多次换热系统改为一次盐水换热系统,采用高温罐、低温罐、增设恒温罐的方式来平衡集热场与储热岛、常规岛之前的匹配设计利用,实现槽式光热发电技术本质的飞跃。加上在能源大基地项目中,增加利用弃风弃光电加热熔盐储能技术的融合利用,打通集光热、光伏、风电为一体化综合熔盐储能发电技术的降本增效,多能互补综合利用优势,为成熟槽式技术的生存发展创造更多空间。


成熟的槽式熔盐储能发电技术充分发挥自身技术特点,在加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系中,充分发挥光热熔盐储能技术在构建新型电力系统中的平台和枢纽作用,支持沙漠戈壁地区能源大基地项目发挥积极接入和消纳新能源。争取调峰调频电源补偿机制,深入挖掘需求响应潜力,提高负荷侧对新能源的调节能力。


注:本文由王工(13810518839)供稿,欢迎行业朋友联系交流。

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