南非Khi塔式电站多项技术创新揭秘
发布者：本网记者Alice | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6134查看 | 2013-09-14 15:07:00
CSPPLAZA光热发电网报道：南非Khi Solar One塔式光热电站的建设开启了南非的光热发电规模化发展之门。
这是南非可再生能源独立电力生产商计划(REIPPP)首期两大光热电站项目中的一个，在南非北开普敦省的阿平顿的不毛之地上，Khi Solar One电站的主体工程之一已经拔地而起。8月底，该电站完成了集热塔的建设工作。
这个50MW的塔式电站由Abengoa（51%）和南非工业发展公司IDC（29%）、Khi社区信托（20%）共同投资建设，Abengoa旗下的Abener公司和Teyma公司为该项目EPC商。
Abengoa此前分别于2007年和2009年在西班牙建成了PS10和PS20两个塔式电站，Khi Solar One电站则属于Abengoa开发的第三个商业化塔式电站，也是其开发的装机容量最大的、技术水准最高的一座塔式电站。
Abengoa一内部人士表示，Khi Solar One电站是Abengoa在西班牙境外开发的首个塔式电站，该电站的规模更大，集热塔更高，镜场更大，并将有多项技术创新得以在其中应用。开发这样一个电站对Abengoa来说面临的最大挑战是在不同于西班牙的运行环境下，找到完美的整体解决方案。Abengoa自2008年就已经开始着手这种光热电站的设计研发。基于这种努力，我们可以预知这一电站建设的详细流程，Khi Solar One最终的设计方案即基于此前的开发方案。
该电站最显著的特征之一可能是，其依然采用水工质的技术方案，与业内公认的熔盐传热储热的塔式技术发展趋势相悖。阿本戈公司中国区副总经理卢智恒此前就此问题对CSPPLAZA记者表示，如果集热器采用水工质，采用饱和水蒸气储热的解决方案更为合理一些，采用熔盐储热需要考虑水蒸气与熔盐的换热效率和水蒸气的温度控制问题，实际操作起来较为麻烦。未来如果采用熔盐作工质的话，也会考虑采用熔盐传热储热的解决方案。
Khi Solar One总的镜场面积将达576800平方米，Khi Solar One塔式电站设计有3个腔式吸热器，对应三个分光场系统，总计采用4120套定日镜系统，单套定日镜采光面积140平方米。东边的镜场聚焦于一个腔式吸热器，其上安装有饱和蒸汽发生器。西部的镜场聚焦于一个腔式吸热器，其上安装一个过热器。控制系统可调节部分处于特殊位置的定日镜系统使其根据需要聚焦于不同的吸热器，以优化电力生产。Khi Solar One的储热采用饱和水蒸气储热，与PS10和PS20类似，在数个储热罐中安装19个蒸汽存储器，可提供2~3个小时的夜间发电。
预计该电站的运行温度可达530摄氏度，更高的运行温度意味着更高的效率，与PS20相比，其系统循环效率提升约30%。据NREL的资料，PS10和PS20的集热器出口温度仅在250摄氏度~300摄氏度之间。
该电站将采用SPX公司供应的空冷系统，这使其在节水方面优势明显。这是世界上首个应用于太阳能热发电站的大规模自然通风冷凝塔，与常用的采用巨型风机冷却的方式不一，这种冷却方式无需采用风机，大大降低了空冷对厂用电的消耗。其采用在空冷塔内部分布鳍形散热叶片，利用空气自然对流的方式冷却。这种空冷技术属于直接空冷的一种，其与间接空冷相比拥有较高的效率和较低的成本。
Abengoa表示，经概算表明，Khi Solar One采用的空冷技术将比水冷节约80%左右的耗水量。Khi Solar One项目年耗水量预计达20万~30万立方米，其中52%的耗水量将被用于镜面清洁，47%用于电站运行，1%用于日常生活用水。
总体来看，在系统设计上，该电站的主要特征在于集热塔采用创新型的三个腔式吸热器的设计，配置饱和水蒸气储热和新型空冷系统。
另外，在定日镜的设计方面，其采用了一种创新型的反射镜，拥有96%以上的超高反射率。该反射镜采用的是Rioglass南非工厂生产的超薄微弧平面反射镜，这种反射镜的厚度仅2毫米，并采用微弧工艺，有效提高了反射率和聚光效果。
欧洲太阳能热发电协会ESTELA主席Luis Crespo认为，Abengoa在南非开发的这座光热电站是西班牙光热发电开发商在本土市场趋冷的当下实施海外市场项目开发能力的最好证明。
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