太阳能光热发电分论坛下午速记
邵继新:我们继续太阳能光热发电分论坛的议程,今天下午进行第三个阶段,时间是一点三十分到15点,一个半小时,我们安排了五位专家给我们做报告,时间控制在15分钟以内,争取在15点我们完成第三个阶段,每个专家介绍完成以后,有一个或者两个的简单提问,今天下午发言的第一位,首先请上海盛合新能源科技有限公司的凯文库珀特博士,凯文库珀特博士他的讲座将侧重于在中国利用现有的废能,比如废物回收和节流压回收来发电,下面欢迎凯文库珀特博士来做报告。
凯文库珀特:今天我主要给大家讲一下创造清洁电能,来自废能、生物质能、太阳能、蒸汽和地热资源,我从一个更大更广泛的环境讲一下发电方面的内容,我们早上也听到了像太阳能光热利用废热方面。我主要给大家介绍我们利用废能的技术,让你了解现在创造清洁电能的机会。这是一个减压275千瓦的电机,主要是用在城市的建筑上面,而右边是一个余热循环的设备,它是一个余热循环的发电机,是八百千瓦的,这是两个废能使用的例子。
浪费的能源是什么呢?我在这儿画了一个圆圈,主要是显示电厂燃烧生物质能、煤炭、石油、天然气,从这些燃烧当中电力输出,实际只有30%到50%的电力输出了,初级能源消耗是100%,大部分的能量都进入到了余热当中,这是根本美国能源部的一个图。
我们从整体上来看,利用浪费的能源来发电,在全球的范围内是这样的一个显示,在这儿我们可以看到它是通过上面是瓦数,下面是年份,可回收的能源是20%,也就是说世界损失的能源在今年损失的就是17000TWH,通过能源回收的技术,就可以回收20%的能源,这样就能回收3500TWH的能量。我们预计中国损失能源是3600千瓦时,如果我们使用先进的能源回收技术,可以回收20%的能源大约700千瓦时,这些资料是来自于世界能源杂志。
我们怎样利用余热能源来创造清洁的电能呢?我们可以用于回收余热能源的电源循环有几个比较有名的,第一个就是有机的朗肯循环,第二是卡琳娜循环,第三个叫三角电源循环,我给大家讲一讲卡琳娜循环,因为这个循环是市场上现有的最有效率的循环。卡琳娜的循环就是要降低窄点,提高工作效率,并且提高发电量,工作液体是一种更与冷却曲线相符的蒸汽和氨混合物,我们有一个废能的来源,我们在A点上有一个很高的温度,到了低点是B,通过它的蒸发器进入到机器当中,进入到汽轮机当中,然后通过一个循环,这也是从整个废热当中得出的。在这里面我们可以看到在蒸发的过程当中,一个氨和氨的混合气体会同它的冷却曲线是匹配的。
我们也可以看到现在使用的一些卡琳娜循环的膨胀机是一百千瓦的密封发电机,我们也可以看到这是汽轮机和发电机,它不需要考虑密闭问题,在这里我们可以看到一些电缆还有管道。卡琳娜循环汽轮机现在已经在中国和日本机组中运行了,这个是卡琳娜循环膨胀机在德国的六百千瓦的外部发生器,在这里我们看到了汽轮机,同时也能够看到它的整个系统。比如说它的流量是24.1,温度可以从122度降到63度,速度是28000RPM,功率是1500千瓦。
我下面再给大家讲一下废能在降压发电方面的应用,这个也是非常常见的,像纽约这样一些城市或者像北京这样的城市,都会让监管者非常头疼的一个问题就是废能,北京浪费能源的一个减压阀,也就是说像蒸汽进入到一个建筑当中,在冬天的时候就加热,在夏天的时候它通过使用制冷机,就可以使大楼降温,也就是说对于废气的能量可以采用275千瓦的微型蒸汽汽轮机来发电,这样接入一个旁路,我们看到它是一个微型的汽轮机,这样就可以进入大楼的加热系统当中。而且这个系统可以在所有的蒸汽系统当中使用,也包括像一些太阳能光热发电的系统,现在它的蒸汽系统应用可以看出是非常流行的。再给大家举一些例子,比如说刚才说的降压发电是在纽约世界贸易中心当中使用的,这是一个52层的办公楼,从以前浪费的能源中获得了275千瓦的电力,以前这些都是废气的能量,或者是免费的能量,同时由美国绿色建筑委员会获得了认可,成为了创新技术。还有这种方法还可以用在医院,比如说Methodist医院坐落于纽约布鲁克林,它这个也是利用废能来发电。
这个机组比较好的地方,它也会处理很多冷凝的问题,也就是说不会影响到这个微型汽轮机的运作,如果把温度降到很低的话,就会有一些气体落下,就会影响汽轮机的运作,而这个不会产生这种状况。还有一个微型的汽轮机是这样一个图,我们可以看到它有一些蒸汽入口、蒸汽出口、变速器、汽轮架,这是非常简单的。
有什么要求呢?像它的蒸汽流量是1500到10000千克每小时,压力进口是5到20bar a,温度是150到260度,而且它的输出是275千瓦,是480V,它可以替代在纽约所有的应用,可以每年防止五百万吨的碳进入到环境当中,我不了解北京的数据,我想如果这方面应用的话,会远远超过纽约,能够阻止比纽约五百万吨碳排放中更多的碳。目前在运行当中的15个微型汽轮机当中已经有五个交付了。
利用能来创造清洁发电在中国有很大的市场机会,因为中国有废热、生物质能,太阳能还有地热能源,现在我们有微型汽轮机,以及275千瓦的电力微型汽轮机,有应用了卡琳娜电源循环,资金成本相对于营运盈利和回报时间必须为每个应用程式单独审查,现在已经有这样的微型汽轮机可以使用了,谢谢大家。
提问:要想做这样系统的话,需要投资多少呢?
凯文库珀特:微型汽轮机的系统投资大概是25万美元,它的回收期大概是三到四年,这是一个比较典型的微型汽轮机,这也要取决于中国的特定情况,但是大部分人来说,典型的回收时间是三到四年。
提问:那你们是有这个汽轮机的技术吗?
凯文库珀特:是我们设计的微型汽轮机,而且生产制造了,同时进行销售工作,我们公司也会做一些分析工作,知道它的成本是什么样的,还有成本回收期是多少。
提问:你刚才说到大概是60%的效率,那是什么样的效率呢?
凯文库珀特:它是汽轮机的效率,并不是它的循环效率。
提问:那循环效率是多少呢?
凯文库珀特:这要取决于它的蒸汽量,还有大概10%到20%的效率,这当然也要取决于它现有的热循环的程度。
邵继新:感谢凯文库珀特博士做的报告,接下来我们进行今天下午第二个发言,他是阿本戈太阳能中国开发经理Julian Lopez Garrido先生,大家欢迎。
Julian Lopez Garrido:大家下午好!我的名字叫Julian Lopez Garrido,我来自于阿本戈太阳能开发公司,我在北京工作。我们负责在北京的太阳能方面的工作,我现在给大家做一个简要的介绍,介绍一下我们整个的集团,我们主要的业务范围是能源和环境,比如说像在能源方面有太阳能、CSP还有一些其他方面,在环境方面是有脱盐的一些工作。我们公司大概是有七百多个员工,我们在很多领域都有涉及,比如像太阳能方面的工作,同时我们也并不仅仅是拥有电厂,我们也拥有电厂的技术还有专利。
我们在世界上很多国家都有分支机构,主要是在西班牙、美国,同时我们在北非、南非、澳大利亚也都有项目,印度、中国、智利也都有项目。当然也包括欧洲一些地区和南美地区,我要给大家介绍一些商业的计划,还有我们现在正在进行建设的一些项目。在这儿我把我们已经运行的电厂给大家列了一个名单,像西班牙五个电厂整个产能是150兆瓦,有一个三百兆瓦的电厂正在运行当中,在尼日利亚也有一个热电联产的电厂,主要是有太阳能发电的电厂,我们在西班牙也有一些11兆瓦的电厂,大家可以在右侧的地方看到我们的太阳能光伏发电。
下面我再给大家讲一讲PS20,PS20是一个20兆瓦的产能,每一个大概是120平方米,它是在09年初开始运行的,实际是08年初开始运行的,现在已经运行三到四年的时间了。我们有三到四年的运行经验,而在整个实地工作的情况是非常棒的,大家可以看看我们的设施就是这样子,在西班牙的一张图大家可以看到这是PS20的这个项目,我们在这里面也还有研发机构,比如我们下一代能源的CPC,所有这些电厂都在运行当中。他们的运行状况在这些年中都一直非常好,他们与我们所预计的产量也非常接近,这个也已经在运营中了。它的温度是252度,它的压力是48,它的轮机还有冷凝系统也包括在这里面。我们在另外一个地区还有一个50兆瓦的项目,它是一个槽式的电厂,它每年所降低的二氧化碳排放量是31200吨,它的占地面积大概是30万平方米。它使用的材料有玻璃还有水泥等等,它是一个在西班牙的设施,这个项目规模并不是很大,因为据西班牙的规定,如果超过50兆瓦的系统必须使用不同的注册程序。所以这并不意味着50兆瓦以上的电厂就是更有效的。这是一个循环图,这个油是通过换热器,这里的压力是180,有一个高架和低架的涡轮机。另外我们电厂是一个与其他一个企业共同所有的一个项目,它与我刚才讲的其他电厂是差不多的,也是50兆瓦,是一个标准的电厂。
现在来看一下我们在全球在建的一些项目,主要是在美国,还有阿布扎比,索拉纳,总共产出达到600兆瓦,索拉纳还有一个储热的系统,在阿布扎比我们有另外一个项目是把太阳能光热和天然气发电结合在一起的,这是在西班牙,这里是在阿拉蒙查,这里可以看到我们建筑场面,阿布扎比的建筑场面,它是位于沙漠中间,所以我们要进行大量的挖掘工作才能够到达岩石层,它是一个一百兆瓦的项目,用了20%的天然气。这里可以看到土壤的一部分的图片,它的循环与这里是稍微有一点区别,这里使用的是干冷系统,因为在沙漠地区水源是比较少的,所以我们要尽可能少的耗水。这里还有一个风轮机和干热系统,另外一个是位于阿尔及利亚的一个项目,它也是不太一样的。这里使用的是蒸汽机和天然气轮机结合在一起,锅炉产生蒸汽,我们除此之外还做的就是把这个废弃的锅炉中加入太阳能,并且考虑冬季和夏季它的太阳能能量的变化。虽然它提供的能量并不是非常高,但是确保我们不用100%的依靠天然气。
这是阿尔及利亚项目的现场,可以看到电厂大小是这么大。刚才第一个是150兆瓦的电厂,第二个是200兆瓦的电厂,就像刚才解释的,这里是汽轮机,这里是废热的回收系统,这里是在废热回收系统当中进入系统的太阳能。所使用的冷却是湿冷,这个照片是另外一个项目,是在美国的阿里萨那州开发的,这也意味着CPC可以满足当地的电力需求的,大概相当于中小型的一个火电厂的发电。在CPC这个系统中一个主要的优势就是它的电能更稳定,并不是说在它的上网电量是波动很大的,或者是上下浮动的。它不会由于天气的变化而大幅度的影响电量,我们可以把支持系统集成到电厂中,这是这个项目在建的一个图片。现在它已经完全安装好了,对于新的项目我没有放在PPT里面,因为是一个非常新的在南非的项目,它是一个一百兆瓦的项目,是南非政府所交付给我们进行的。
还有一个50兆瓦的塔式电厂,它是利用新的技术在高温的情况下所建的第一个这样的项目。它的温度是在530度到550度。虽然我们在研发中投入了很多的资金,我们与光伏相比有一些劣势,就是成本比较高,价格比较高,我们需要研究如何能够降低成本,也就是把太阳能与其他的热能来源混合在一起。比如与火电厂或者天然气进行整合,这是我们在阿尔及利亚的电厂的一个例子,它的集热场面积是比较小的。另外一个项目具有最大的混合式的项目,在470兆瓦中只有30瓦来自太阳能的,这只是我们的开始,我们相信把太阳能与火电与煤炭结合在一起,在中国有非常大的潜力。这样的话,可以帮助我们降低碳排放。
这个项目是在美国开展的,在柯罗拉多州,这里是利用太阳能预热的水加入到锅炉中,这里的目标就是把一个现存的电厂加入一部分太阳能的电厂。因为太阳能集热场的作用就是在循环的过程中,在必要的时候来补充能源,这样的话,我们就可以把这个能源中有一部分运用清洁能源产生,这就意味着可以减少30%的非清洁能源的使用。对于运行设施已经建好了,可以做的就是在它旁边加一个集热场,它并不一定是效率最高的电厂,但是它可以帮助我们减少非清洁能源的消耗。另外一个优势就是它的一部分成本已经被传统的能源的电厂所覆盖了,不需要再投入更多的成本。而且如果我们考虑成本,考虑支持系统的成本的话,比如在风能和光伏发热发电上,我们要安装的这种系统,我们必须要用比如说天然气的汽轮机等等,这个项目是不用的。对于新的电厂我们可以做的就是可以优化整个循环系统,而且可以通过太阳能把更多的能源加入到循环系统中,而且长期来说,它可以允许我们与其他的可再生能源相比,比如光伏相比,有更多的能效,这就是我大概的介绍,非常感谢大家。如果有问题的话,可以告诉我。
提问:我们都知道西班牙政府现在在下降西班牙的上网电价,我想了解您对于这个问题的理解以及它对市场有没有影响?
Julian Lopez Garrido:实际上在西班牙有两个不同的变化是与可再生能源相关的,第一个就是大概是去年的时候,对于现存的光伏设施由于一些问题,就是在建筑期的一些法律问题,为这些电厂降低了他们的上网电价。这样的话,就让当时的人们开始出现损失,但是现在大家都支持可再生能源,在未来对于任何项目都不会有补贴。那些没有获得审批的项目,也就意味着在西班牙那些新的项目,市场上新的项目是需要一定时间的。因为项目可能不会再产生任何的利润,所以我们就不再继续开发这样的项目。比如说有一个项目我们在今年年底会完成建设,有一些风能的项目也包括在当中,但是在西班牙没有任何项目在过去的六到七年中能受到西班牙政府的支持,这就意味着所有的项目他们如果不获利的话,我们就无法进行融资。为什么会发生这样的变化呢?首先是因为过大的容量,也就是说现在即使是我们关闭一些电厂的话,所产生的电量也消耗不完,这是一个很大的问题。如果我们有很多的电力设施,很多设施都不是一直在运转的话,我们就需要很多的支持系统。
第二个问题就是电力系统特别是在那些贫穷的国家,如果市场上有一个人说我的收费是三分,另外一个人收费是3.5分的话,那就会产生很多的问题。你就必须要自己来补上10%,对于这个电力的成本来说,这就是一个很大的负担。有一些电力设施它的分期付款时间要达到30到40年之久,现在由于这个系统不能被改变,西班牙政府确实想以最为有成本效益的方式,来减少那些小规模的发电厂,这也是为什么新的法律在西班牙实施,一个是要降低成本,一个是要减少电量过度的生产。谢谢!
邵继新:我们感谢西班牙阿本戈公司的Julian Lopez Garrido先生,咱们接下来由哈尔滨汽轮机厂责任有限公司的祝海义先生做报告,祝海义先生报告的题目是太阳能热发电技术汇报,大家欢迎。
祝海义:大家下午好!下面由我来给大家做一下哈汽公司太阳能光热技术介绍,为大家所熟知的,它是哈尔滨的三大动力之一,哈尔滨汽轮机是五几年苏联援建的,56年建成,58年投产,这是我们厂的一个研发大楼,公司产品主要包括下面这些,我们都熟知的一个是火力发电汽轮机,还有核能发电汽轮机,现在我们国家正在发展第三代核电,还有燃气蒸汽联合循环汽轮机,还有咱们国家的舰船动力燃气、蒸汽汽轮机,还有轴风机及工业汽轮机,还有配套控制保护系统,还有上面这些汽轮机的主要本体辅机,包括凝汽器、高、低压加热器等,还有重型燃汽轮机及然压机组,还有我要介绍的太阳能热发电系统设备,还有海水淡化设备,这是我们公司主要的产品。
这是生产、检测设备,有大型数控龙门铣床,这个我就不一一介绍了。下面我介绍一下哈汽公司我们在槽式太阳能光热电站配置方面的内容,左边是集热场,中间是换热,哈汽公司是汽轮机为主,还有储热和集热场,我们的技术路线是跟国外合作,来给用户提供稳定可靠优秀的产品。这是槽式太阳能热发电供货系统及设备,镜场我们可以提供支架及驱动装置,跟踪控制系统,还有换热系统,包括导热油主泵、换热器、导热油净化系统、膨胀系统、换热系统阀门、管路及附件,还有储热系统,还有防凝系统,还有汽轮机组,还有控制系统,主泵我们是外购去买,但是当一个电厂招标的时候不可能只招你一个泵或者一个小的阀,他经常一个储热系统给你,哈汽公司可以做系统集成。换热器我们是做的,实际上它原来的设备也都是换热设备,只不过它换热介质是水和水蒸气,现在我们像槽式太阳能热发电变成了盐和油,只不过介质发生了变化,实际它的工作原理、结构形式基本全是一样的。我们设计的时候只要考虑它介质不同就可以了,像过滤器我们采用U形管表面式换热器,这是一个蒸汽发生器。这个预热器和再热器基本跟上面的一样。
储热系统主设备是储盐罐,设计压力为常压,设计温度为四百摄氏度,还有油盐换热器等等。除了槽式之外,我们也对塔式太阳能热发电进行一些研究,下面我就不一一说了,由于时间关系。还有ISCC系统,哈汽也是做燃汽轮机的,这个跟槽式比就是多了一个燃气系统,这个我们也可以做。这是海水淡化循环配置,实际这个是可选的,比如你正常的槽式电站也可以跟海水淡化连接。还有一个是咱们电站控制保护部分,因为哈汽公司有能力,以前常规电站我们可以做全场的控制系统,都没有问题。现在槽式太阳能只不过常规电站多了一个镜场,原理基本是一样的。这一部分我们列了一个电站的控制网络示意图,主要包括镜场控制、导热油系统控制、储热系统控制,还有最常规的T岛控制。这块列了一个镜场控制的几种方式,一个是运行模式,维护模式,故障安全模式等等,这是就地控制,它的功能一个是计算太阳方位,然后是跟踪太阳的方位,信息采集监视并进行相应保护,同SCS系统进行通讯,防化学腐蚀等,这是储热部分的,一个是延长太阳能热发电时间,维持发电机组的稳定运行。这是导热油控制的部分,包括控制对象还有控制参数。
这块我列了咱们电站典型的几个运行工况,包括预热,包括用太阳能发电,太阳能储热。还有一部分就是我们提供电站用的汽轮机,因为我们本身就是做汽轮机的,50兆瓦槽式太阳能热发电电站专用汽轮机是一个典型的,它的效率可以提高。这是一个典型的原则性热力系统,包括换热系统和汽轮机的原则性热力系统,哈汽可以做这两个部分,两部分参数进行匹配,进行优化。这是我们汽轮机的一个外形图,大家感兴趣可以进行交流。
最后做了一个总结,在太阳能热发电技术方面,我们可以发挥哈汽公司的优势,结合我们几十年电力行业的技术和经验,采用成熟可靠的技术,给用户提供全面整体的解决方案,包括设备的供货、安装、调试、试运行等。希望哈汽能跟各位企业开展多方面多种形式的合作。谢谢大家!
提问:我问一下哈汽光场这块技术来源是来自于西班牙的某个公司,现在已经定下来了吗?合作已经确定了吗?
祝海义:对,已经确定了,已经跟他签订技术合作合同。
邵继新:感谢祝海义先生,下一位请德国太阳能国际促进有限公司董事总经理Rolf Meissner博士给我们作报告,他汇报的题目是用于区域供暖和工业用途的使用复合抛物面真空管集热器和水导热的大规模光热系统,大家欢迎。
Rolf Meissner:女士们,先生们,我今天要给大家介绍一下抛物面真空管集热器,ritter在世界上很多地区都是有分支机构和办事处,我们主要是进行一些集热器方面的工作。我们在真空集热管方面有着非常多的经验,无论是在德国还是全球范围内都是这样的,我们在民用上面的生态加热系统都是非常强。同时还有对于大型的CPC-ETC的技术和力诺无压式的回路技术应用,ritter集团它代表了最高的工程水平即在太阳能光热方面的水平,ritter公司是在1988年建立的,在20年后开始了一个新的太阳能光热的工作,即是CPC的高性能ETC技术,12年之后我们又成为了在CPC技术上面的世界领袖,无制冷剂的水循环系统,包括一些大型的太阳能光热系统,这些比较大型的太阳能光热集热器,我们把水作为一种加热的媒介,在任何气候当中和环境当中都可以操作。我们最终投资也是比较可观的,而且在2006年之后,我们自己也完成了大概200多个项目,总共集热器的面积超过了25000平方米,进行了四个大型的压力CPC-ETC的安装工作。
我们高性能的产品的秘诀,即使是在冬天我们都有着非常好的绝缘的真空系统,简单一点说,它是同我们跟祖母的热咖啡壶的原理是一样的。我们有不同的方式,就是复合抛物面的集热器有不同的方式,比如是有来自于太阳的直射或者是分散光源照射。我们柱管能达到非常高的独立性,而且它有自己的一些优势。比如它的可用日照时间是非常长的,并且它在这些天过程中能够提供源源不断的力量,并且它的目标温度可以在一天都非常高。它每天的产出量很大,可以看到红色的曲线和黑色的曲线之间它的区别,黑色曲线可以看到它与平板式的集热器的不同区别是非常大的。另外可以看到它的安装面积是比较大的,在8月份的时候这样的装置它每天的集热量也是比较大的,每天大概是达到10.4兆瓦每小时。而它的系统效率也可以达到45.6%,从早上开始到下午的时候,这个图是8月26号这一天的一个图,早上到下午的时候大概达到了1.7兆瓦。使用了这个特别的技术之后,还可以将这个数字进一步的提高。
我们再看一下这个红色的线是以前的集热器它的数据,我们可以看到这种装置已经有一百万平方米的设施在运行过程中了。CPC、ETC的集热器它对于中国的系统来说也是一种比较典型的设施,它的运行温度最高是达到90多度,而且它的效率也得到了大大的提高。这个黑色的线这里可以看到的,是一个新的集热器的类型。用这种新型的先进技术,如果运行温度越高的话,它的效率就会越高,明年我们可以对标准一百摄氏度的应用达到50%到52%的集热效果。对于200以上的温度,我们可以把产出翻一番。在过去十年中我们才做到了这一步,在未来用这个新技术可以在三年的时间就可以达到这个目标。
这个粉色的线从理论上来说,这是目前所能建造的最好的平板式集热器,显示的是这种平板集热器它可以达到的平均水平。这个集热器所显示了它的总面积,它与总面积之间的关系,在欧洲即使在赤道附近,就像印度等等这些地区,由于它的空气中的粉尘还有其他一些原因,可以达到每平方米700瓦的这样一个水平。这个黑色的线这里显示它的运行温度是160摄氏度,绿色的线显示的是TBT系统,而且只是应用于高温之下的,大概是200度,然后它的效率是可以相类似的,与刚才提到的。
我们还要考虑另外一点就是所有的发散型的阳光辐射会成为废能,而且还要考虑在空气中的一些粉尘它的一些过滤的作用,所以CPC技术必须要更为稳定才可以应用。这里可以看到效率的曲线,可以看到不同的模拟效果,这里的温度是30到70度,还有75到88度,一般是跟太阳能冷却相关的,另外还有105度到130,是典型的应用于DHN、ORC,最后还有120度到160度,可以用于多阶的太阳能冷却或者是发电,或者是汽轮机的支撑系统。这个系统它的产出取决于很多的不确定因素,比如管道系统,还有安装的条件等等,一般来说,由于更大的集热面积就需要更多的管道,所以它的数值还是有很多的影响因素。而且所有的管道它的尺寸都要更大一些,我们以北京为例来看一下这个CPC集热器它的效率。就像这条线所显示的,平板式的集热器就是这里所显示的,只在低温的应用之下才更有效,这可能是30到70度,而对于太阳能制冷,它就不那么好了。而对于105到130度可能是这里,像其他的系统它是不受温度影响的,但是即使温度是最高的,就像这里显示的CPC它比其他的集热系统的效率都要更高。采用集热技术,在温度低于160度的时候,它的效率不像其他的情况那么高。
这是在奥地利的一个贸易中心,它是安装了一个非常大的系统,它是一个最为有创新性的设施。它采用的是分布式的供热方式,这种平行的管道被最大限度的降低和减少了,这里从图上可以看到温度大概是85到100度,在这样的应用中一般来说,我们可能在北半球的时候它的气候条件下更为适用。它是1.5GW的一个设施,但是由于这样一个屋顶的设施它有10%的阴影面积,特别是在气候条件更好的时候,它的容量可以达到更高。从5月份开始我们的集热大概是1.2GW,所以我们很自信的能够达到最初我们设计的目标。
这是世界上最大的CETC体系,是在德国的斯托加特附近的,这是从2007年初就完工的,它在冬季的时候也可以采集很多的热量。在2011年的时候我们达到了676兆瓦时的目标,也就是说将它的性能提高了35%在2011年的时候。它的电力能源的需求每年是2.5兆瓦小时,这是位于土耳其伊斯坦布尔的一个设施,从2009年完工以来运行状况都非常好。但是一直到2010年5月份的时候才开始使用太阳能的光热系统,一方面这很遗憾,但是另一方面这也显示了这个系统的设计。即使是在最热的环境之下,也是可以达到稳定性的。这是一些在波兰的安装的室内供热系统,这是我们在纽约、韩国、澳大利亚还有其他一些国家所进行的安装的项目,还有在中国的项目,另外一个比较新的安装的项目就是在济南,它的游泳馆场馆的屋顶安装,这是一个日本的客户的系统,他们现在也越来越关注CPC集成技术了。
99%的太阳能光热发电技术它在欧洲和美国都得到了更多的应用,我们在这些技术方面也多年来处于领先的地位。总的来说,特别是CPC技术更是如此,在未来会有一些非常有趣的,比如对于多阶的太阳能冷却,还有太阳能分布,还有对于温室或者办公室建筑的这种备用的无太阳能热水器式的供热,还有通过ORC这种系统进行的蒸汽的供热网。还有应用于多层建筑的太阳能热力的外立面以及可以应用海水的淡化,还有水的消毒等等。这是位于土耳其山上的一个集热器,它上面只有一个集热器还有电视塔,这是我的介绍,谢谢大家。
提问:你好,我是中国建筑标准设计研究院的,想问一下先生,刚才说到你们公司生产的CPC真空管集热器是2011年在涂层方面有一些改进,所以使得效率现在提高得比较多,想问这个涂层是采用什么样技术的涂层,这是第一个问题。第二个问题您也说了,贵公司在CPC集热器方面做了大量的工程,比如刚才说的15吨的水的工程,一共用了1050平米的CPC集热器,如果方便的话,想了解一下这个工程最后走下来以后的造价相当于一平米是多少钱?谢谢。
Rolf Meissner:我们改进了涂层的技术,也改进了管的技术,可以让它有更多的集热的性能。另外还改进了反射镜的性能,这里主要的技术就是等离子涂层,我们把它用到了很多现在的项目中。对于刚才提到的这个项目的成本,这种一体式的安装也就是工程总承包式的这种安装,包括维护还有交付等等,就像我们在奥地利进行的那样,您问的是每平方米的成本,但是可能更准确的是每兆瓦的成本,每兆瓦的成本在欧洲大概是450到550欧元。在其他地区大概是300美元到350美元,当然这也取决于安装的地区还有安装的面积,还有一些特别的情况,还有特别的系统等等。更为有趣的是能源的价格,更重要的是能源的价格。现在大概是每兆瓦时40到50欧元,但是有一些国家可能它的安装面积更大或者它的价格可能会下降到20到30欧元每兆瓦小时,这就是它的一个大概的关系。
邵继新:下面咱们请皇明太阳能股份有限公司的张长江先生做报告,大家欢迎。
张长江:各位来宾,下午好!我叫张长江,来自皇明太阳能,在公司主要负责太阳能热发电以及太阳岛的工程项目建设,我今天汇报的是太阳能热发电核心技术突破,汇报分五部分,第一部分是皇明公司简介,皇明太阳能集团位于山东省德州市,交通非常便利,离德州那个高铁站大概十分钟的车程。皇明太阳能股份有限公司是世界太阳能产业的领航者,我们主营业务是太阳能热水器,包括太阳能热水工程、太阳能高温热发电、太阳能空调、海水淡化等等。我们公司是国家认定的高新技术企业,是建设部认可的中国建设科技自主创新优势企业,在11年我们获得了国家太阳能热利用工程技术研究中心,这个中心主要是偏向于中高温这个研究方向。
在知识产权体系这方面,我们发明专利是25项,总共有217项专利。我们有完善的技术创新体系,从核心技术研发、关键工艺装备及自动化、工程化技术开发。在集热核心部件取得了一系列重大成果,有普通真空管的耐高温、抗高寒性能领先于世界,我们真空管的这个产品从低温到高温有一个完整的产业链。这是我们皇明公司热发电的一个技术研发成果,这里面包括塔式、槽式、菲涅式、碟式。
皇明公司热发电技术产业的进展向大家汇报一下,我们在北京延庆一兆瓦的塔式太阳能热发电站现在已经完成建设。我们镀膜钢管已经向德国提供了30兆瓦,我们年产六万支槽式真空管生产线,预计今年八月份正式投产。我们槽式真空管已经经过了19个月的模拟真实条件挂机测试,在北京有一百米,在德州有24米,在10年10月月份,我们成功研制国内第一台四米槽式真空管检测装置,并建立相关标准,在9月份我们成功申请了科技支撑计划,我们槽式真空管到目前为止已经中试生产了一千多支。
在塔式太阳能热发电方面,我们从04年就开始自主研发,07年承担863项目就是高精度日光定位方式研究与成套设备开发,在09年承接亚洲首座兆瓦级示范电站镜场建设,现在已经竣工调试。这是我们定日镜的产品线系列,这个图片就是我们现在大汉电站用的定日镜产品,它的整体耐风是28米/秒。这是我们建设电站的现场,这是大汉电站定日镜场实际运行图例,我们把定日镜聚焦到塔之外的一个方面所产生的一个效果。
第三部分就是槽式集热器的一个研发。我们在北京延庆和山东德州分别建成了槽式集热系统,抗风风速小于20米不损坏,工作风速是小于十米每秒,这是我们槽式集热系统的一个安装现场,这是已建成的一个一百米长的槽式集热器。这是在运行过程中的槽式集热器,我们经过实际的运行测试,集热温度最高可以达到401度,最高集热效率是61%。
槽式真空管皇明公司从04年就开始研制,刚才也提到了,在12年8月份我们可以提供年产六万支这么一个产能。这是我们槽式真空管的一个图片,在槽式真空管里面有几个比较关键的技术点,第一个就是玻璃金属封接,采用不锈钢与高硼硅玻璃非匹配封接,这是我们的真空技术,整管检漏,优化了高温真空排气工艺。这是我们的选择性吸收膜层,最高耐温是550度,在空气中可以耐温380度。这是我们槽式真空管的性能参数指标。
在菲涅尔方面,我们的镀膜钢管获得了国家发明专利,膜层在空气中耐高温可达四百度,可吸收率大于95%。这是我们镀膜钢管在SHP热发电站的一个实际应用,这是PE1电站,这个电站在08年运行至今已经三年了,它的一期容量是1.4兆瓦,现在在PE2上面应用是30兆瓦,全部用的是我们皇明公司的镀膜钢管。这是我们公司在德州太阳谷建设的一个2.5兆瓦的菲涅尔太阳能热发电站,这是建设现场。这是我们菲涅尔电站产生蒸汽的一个实际图例。
因为时间关系,我就简单介绍一下,下面给大家看一看我们太阳谷的一些景色。这是我们办公楼前面小的建筑是我们的一个五星级的酒店,照相所站的位置是我们的办公大楼,这是一些夜景图片,第四届太阳能大会是在皇明公司召开的,这是太阳能国际会议中心,当时就是在这里举行的。这是皇明公司的节能小区未来城,欢迎各位来我们皇明太阳谷作客交流。谢谢大家!
邵继新:第一阶段就到这儿,咱们休息15分钟。
邵继新:咱们接着进行太阳能光热发电分论坛的第四部分,第四部分共安排五位同志发言,我们争取时间在四点半结束,这样的话,总共有五位同志发言,发言的时间注意控制时间,包括提问时间最后控制在15分钟以内,这样能确保我们每位同志发言,确保我们在16点30分咱们结束论坛。下面请浙江恒丰泰减速机制造有限公司副总经理兼技术开发公司总经理龙海燕女士发言,她发言的题目是太阳能跟踪系统关键部件-精密定位传动机构,大家欢迎。
龙海燕:先生们,女士们,下午好!非常高兴来到这个论坛,我是来自浙江恒丰泰减速机制造有限公司的龙海燕,我今天跟大家交流的题目是太阳能跟踪系统关键部件,首先我想给大家介绍一下我们恒丰泰公司,恒丰泰公司是成立于91年,我们是国家级高新技术企业,国家火炬计划重点高新技术企业,中国有色金属学会会员企业。我们公司总共有三个工业园区,其中滨海工业园区主要是以做精密传动机械为主,现在产品已经应用于太阳能跟踪系统的,还有应用于海洋发电的半潜式装置,还有应用在航天飞机上的太空舱传动装置,下面我给大家介绍一下恒丰泰传动装置在太阳能热发电领域的应用,我们公司是从08年开始研究太阳能热发电传动装置的。目前已经形成了四个系列,有几十个规格品种的产品,其中HJR是应用在塔式和碟式的,HJR.2系列用于槽式系统,目前这些都已经获得国家专利。作为我们主打产生HJR多功能定位传动装置,由水平和俯仰传动机构组成,适用于塔式、碟式系统,采用高精度齿轮与泛行星传动结合的原理,这是我们第一代样机和第二代样机的图片。这是我们董事长在三亚国际论坛上的报告情况,我们这个装置的主要特点,第一个它是多啮齿合输出,输出力矩半径大,承载能力强,有自锁能力,突破了一般刚性齿合传动近少数一到二对啮齿合的限制,实现了多齿同时啮合。在正常的情况下HJR始终有20个齿左右参与啮合,并且呈现对称分布。第二是高精密传动,输出刚度大,低回差,空回误差0.05度以下。第三个特点是特殊的承载结构设计,使用寿命长,传动装置所承受的力矩及冲击载荷不经过传动部件,直接由机体与回转支承承担,从而减轻传动零件的负电,对提高寿命,保持精度具有良好的效果。第四个特点是传动比大,效率高,高精密齿轮与行星组合,齿轮采用高耐磨优质合金材料。第五是水平及俯仰传动部分均可实现全方位360度的跟踪精确定位,这一特点尤其适用于有冰雹、沙尘暴等恶劣气候条件的地区,360度全方位运转,可以有效的保护聚光镜面。这是我们多功能传动机构的原理和结构图,我们现在已经有九个型号,传动比从450一直到五万。这个是我们的塔式应用现场,包括通州的热发电基地,皇明的太阳谷和延庆的示范电站。这个是我们碟式应用在中山大学和哈尔滨工业大学的塔式应用现场。
第二个是我们HJR双向输出机构,这个也是拥有自主知识产权的,它实现单轴360度精确旋转,实现高精度、稳定的单轴全自动跟踪控制,它主要适用于槽式系统,这是我们批量化生产的系列。相比HJR多功能定位传动装置的特点,我们有以下的优势,第一是纯机械传动,适合360度旋转,便于槽式反射镜的保护及日常维护,传动性能稳定。第二采用高性能润滑脂润有,无泄露,第三润滑脂使用寿命,不需要更换润滑剂。这个是我们槽式的一个应用现场。
下面给大家介绍一下HJW系列整体式多功能定位传动装置,具有自主知识产权,采用高精度涡轮蜗杆传动,把水平传动部分及俯仰传动部分设置在一个箱体内,降低了整个传动装置的高度。可根据传动精度要求,来调整涡轮蜗杆间传动间隙,维护调整传动间隙不需拆卸主要零件,只需通过简单的扳手、螺丝刀在使用现场,即可完成间隙调整任务,主要用于塔式、碟式的光镜系统。这是我们HJW的主要图片,它的主要性能特点,第一是水平传动部分及俯仰传动部分同再一个箱体内,有自锁能力,具结构紧凑、抗倾覆力强等特点,特殊设计的间隙调整机构,在维护调整传动间隙不需拆卸主要零件,只需通过简单的扳手、螺丝刀在使用现场,即可完成间隙调整任务。
第四个是HJL连杆增力旋转定位机构,这个我们也已经申报了国家发明专利,它由电动输入模块、中间连杆机构及末端输出装置组成,槽式聚光反射镜最大旋转角度达240度以上,末端输出装置的力矩增大倍数较输入力矩可达十倍以上,可以是现在较小输入力矩的情况下,末端承受较大的负载。这是我们应用的三维效果图,反射镜朝东负60度,这是保护的状态,这里我们有一个视频效果,可以给大家看一下。
HJL连杆增力旋转定位机构性能特点,一是纯机械传动,控制系统简单,成本低,性能稳定,第二是连杆增力驱动,力矩放大倍数达十倍以上,输入模块小,结构简单,第三槽式聚光反射镜最大旋转角度240度以上,可使反射镜处于负60度状态,便于槽式反射镜的保护及日常维护,第四是输出模块采用高性能润滑脂润滑,中间连杆机构及末末端的输出装置无需润滑,无泄露。第五是由于杆件之间的特长长度关系,输入误差对输出精度的交叉影响较小,第六有自锁功能。我的介绍结束了,如果大家感兴趣,可以到展会看看我们的样机,在那里我们有专业的技术人员给大家解答,非常感谢大家,欢迎大家到温州观光旅游。
邵继新:谢谢,第二位是常州龙腾太阳能热点设备有限公司副总工程师沈伟文先生,他发言的题目是槽式聚光集热系统的发展。大家欢迎!
沈伟文:各位女士,各位先生,下午好!我是常州龙腾太阳能热定设备有限公司的沈伟文,我就我们公司的槽式系统的一些理解和经验跟大家分享。下面引用的一些资料和照片都是网上公开发表的,往原作者谅解。聚光太阳能热发电槽式技术的发展,这是西班牙的两个50兆瓦的电站的图片,这是聚光集热器的一些结构的截图,这里面有扭力管,扭力框架结构,这是高温集热器,反射镜,驱动跟踪系统,一般的驱动跟踪系统有电机、减速器和液压系统。连接部件一般有柔性软管和旋转接头,聚光器结构设计对比,我今天主要跟大家介绍的就是聚光器结构的设计对比和我们认为的槽式系统今后的发展趋势,主要是聚光器结构,这是有限元分析软件的数据对比,重点就是LSS-3空间框架结构,LS-2牛气管设计,euro trough扭力箱设计,这里有一些数据对比,我就不一一介绍了。euro trough的设计数据我就不一一介绍了,我们也只是借鉴了人家的设计。euro trough的设计兼顾了性能和成本,在全世界得到了大规模的生产和应用。
新趋势我们认为是大开口结构设计,Helio trough设计我们也作了一番了解。下面介绍Helio trough系统性能参数,开口宽度是6.77m,HCE直径89.9mm,每个HCE长度是4.7m,一个聚光单元长度是19.1m。Ultimate trough降低成本的方向,节省25%的成本,全新的Ultimate trough是最新研发的太阳能集光器,与传统的抛物线反射镜Eurothough相比节约了25%的成本,主要通过降低单位成本,提高效能。运用投影照相测量法和偏转法证实了终极槽集热器能提高聚光效应,对镜面和集热器结构的测试结果显示焦点偏差总体平均在7.8毫米。这是Eurortough和Ultimate trough的性能对比,这个我也不介绍了。Eura trough开口是5.8米, Ultimate trough是6.9米,这些都是网上有公开的数据。他们的设计理念,新的设计理念主要是为了降低采光场综合成本,提高阵列总长度,减少驱动、旋转接头数量,降低光照余弦损失比率,提高阵列宽度,增加每米集热管的集热功率,采用单元间无缝隙设计,消除了单元缝隙处无反射造成系统浪费,增加集热管长度,增加单元长度,减少地基、之支撑和轴承的数量,采用双焦距。
我们自己建立一条测试阵列,我们当时预期目标以扭矩箱式结构为基础,积累大开口槽式聚光器设计经验,发展聚光器专用组装平台和标准化组装流程,保证镜面安装精度,获得扭矩箱式聚光器的批量生产经验并建立质量控制体系,获得一百米以上的聚光器阵列的实际施工、安装的经验,在实际负载工况下测试液压系统和跟踪系统的性能,使用VP-1导热油模拟电站实际工况进行高温运行,测定系统效率。设计数据,开口宽度是6.8米,单元长度是12米,驱动是双缸液压,跟踪是分时跟踪,反射镜是5mm单位钢化反射镜。这是我们聚光集热器施工的一个吊装现场的照片,这个吊装完毕了,这是在运行调试过程中拍的一些照片,这是聚焦高温运行。这是我们现场拍摄的一些换热器蒸汽的一些照片,这是导热油循环控制系统的一个截屏,导热油循环系统我们主要是把进口、出口、温度、压力、电加热器的出口温度、压力、冷却塔等等,我们都做到了控制屏上,方便今后如果有大规模电站生产的话,我们控制系统也可以借用一下。这是气象数据自动检测系统,我们自己建了一套气象站,方便于热计算。
我们对于槽式聚光集热系统发展趋势的一个判断,今后的发展应该是在这些方面,第一就是大开口、长阵列的设计有利于降低采光场的综合成本。第二是熔融盐高温循环技术还需要时间来完善,商业化后将大大提高槽式集热系统的效率和竞争优势,用直接水蒸气循环的方式很难实现商业化。我国西部地区的环境条件对系统提出了更高的要求,如果这个系统刚性不够,或者抗风能力不稳定,这个系统就不稳定,就要根据地区和环境来对支架进行更优化的设计。聚光集热系统在国内实现产业化之后,可以极大的降低光热项目的启动成本。用我们中国一些优势,来降低整个光热项目的成本,更加方便可以大规模的推广太阳能热利用。谢谢大家的关注!
邵继新:第三位中海阳新能源电力股份有限公司总监胡磊先生,他发言的题目是塔式聚光热发电简介,大家欢迎。
胡磊:非常高兴有机会代表中海阳新能源电力股份有限公司跟大家分享中国的聚光热发电,今天我跟大家分享的题目是塔式聚光热发电项目。在开始讲塔式之前,我想有必要简单回顾一下太阳能聚光热发电它的一个原理,我们可以看到这上面这张图表,上面文字部分大家可以慢慢看,重要的是底下的这张图,我们可以看到它和光伏发电同样属于太阳能应用,但是发电的原理不一样,一个是后端无论是汽轮机还是发电机是直接发出的交流电,光伏发出的是直流电。交流电和直流电的区别决定了将来在能源替代这个市场上,他们会形成一些各自的竞争优势。
经过几十年的聚光热发电的演变,现在世界上有四种技术流派是比较受到大家认可的,槽式,塔式,我们今天听到很多,还有碟式和菲涅尔式,我今天主要讲的是塔式,而且我讲的主要是熔盐塔式。这张是熔盐塔式的图,集热器底下有两个热存储系统,是一个热罐和一个冷罐,冷罐把冷的熔盐输送到集热器上,在集热器加上熔融盐之后回到热罐,熔盐交换完热量之后变冷,继续回到冷罐。
塔式有这么几个特点,第一它的导热介质可以是水,可以是油,也可以是熔盐,在使用熔盐的状态下,他可以不考虑使用辅助熔盐。它的工作温度是288度到565度之间,它的镜场跟踪要求很高,难度很大。大家可以设想一下,最远的一面镜子在一个比较大型的塔式电站,一个最远的镜子可能跟塔尖超过一两公里,世界上最好的狙击手在两公里以外打中目标的难度,我们就可以想象这个难度。熔盐塔家储热可持续24小时发电,集热器需要适应瞬时严重的温度变化,这点有必要说明一下,刚才我说工作温度是565度的上限,但是太阳能的集热器温度通常高达上千度以上,如果说这个时候有一片比较大的乌云飘过天空,这个温度会瞬时往下跌一百度,这样的温度是集热器的难点。太阳直接辐射强度的要求更高。
再向大家介绍一下塔式的发展,可能商业化塔式运作他们现在很多塔式技术公司都拥有同一个祖先,那就是Solar one,它是位于美国加州莫哈维沙漠,是世界上第一个塔式太阳集热发电系统的规模化试验和示范装置,项目于1981年建成,从1982年运行至1986年,它使用了1818面40平方米的定日镜,装机容量为10MW,占地72650平方米。在95年改建和重命名为solar two。这是我们在实验室里模拟出来的,光伏的发电量是比较准确的,是实测出来的。我们可以看到像心电图一样的黄色线条就是光伏发电在一天当中的发电量,绿色的这根线条是比较平整的,是使用熔盐作为一个导热介质的塔式。我们看到像长方形红色的线条是使用了储热,从这个比较当中可以看出来,油储热使用熔盐介质,它的发电量会更加稳定。
为了更清晰一些,我把熔盐塔式发电和直接蒸汽塔式发电和槽式发电做了一个对比,首先熔盐塔式发电可持续24小发电,可调峰调度,可完全取代传统的煤、石油等能源,请注意是取代,而不是补充,无需天然气等其他辅助能源。直接蒸汽塔式发电不能储热,仍然需要一些辅助的能源,传热不稳定,还面临高压、高应力的问题。槽式发电是两次换热,首先是导热油和熔盐,第二是熔盐和水,它必须需要天然气作为辅助能源,现在在美国通常一个槽式电站它的天然气作为辅助能源,它的使用量标准是30%,很少有低于30%的。槽式发电每兆瓦需要近一公里的集热管去传输热量,我们从其他演讲的朋友同行他们的演讲当中也知道,集热管是吸收太阳热量,完完全全暴露在空气当中,在一公里的传输。另外槽式是世界上商界化运作最为成熟的一种发电模式,大家知道太阳能光热发电对于太阳光照要求非常高,在我国最好的太阳光照的地方是西藏和青海,西藏比青海还要好一些,这两个地方有一个共同的特点,冬天夜晚非常寒冷,一般在零下30度以下。在寒冷的条件下比较一下槽式和熔盐塔式的优劣势,在这种温度下,每兆瓦一公里以上的集热管传输在夜晚是一个庞大的散热器,暴露在空气当中。而且我们知道导热油和熔盐介质都有同样一个特点,它必须保持在一定温度之上,哪怕是它的最低温度,导热油在240度以上才能保持一个液态,如果低于这个,它的工作温度就会失效,第二天也不能再用了。夜间基本天然气耗能是日间收集能量的10%到30%。我们看看熔盐塔式,一百兆瓦的规模,仅需六百米的熔盐管道,所有管道被覆盖厚厚的保温层,且在建筑物内,管道内熔盐夜晚被抽回储存在储热罐内,再也见不需要其他的辅助能源。
我们可以看到较高的温度利用和较低的温度利用之间的一个区别,在屏幕的右侧我们可以看到这两个罐是熔盐塔式,它的工作温度是288度到565度,左边这个是288度到380度,两次换热可能会导致系统损失,通过计算来看应该是7%左右,这是他们的一个效率对比。刚才哈尔滨的同志演讲说,他们为槽式专门设计了中低温的汽轮机和发电机,塔式不需要设计,直接和市面上流行的低成本的火电汽轮机共用,因为它的工作温度就是550度。
说到这里,有必要介绍一个公司,这是美国的一个公司,这个是他们目前正在内华达建设的一个光电站,这是他们使用的镜子,这个电站一共是110兆瓦,建设周期是八个月,他们使用一万面定日镜,这一万面镜子在内圈的镜子,距离塔尖稍微近的面子面积是66平米,距离塔尖较远的镜子的大小是115平米,是比较大的镜子。狙击手在两公里以外打中目标的难度,在塔式最远的一面镜子如果被风吹过会产生晃动,一旦风刮过镜场,大家可以设想这个局面,镜场如果每个经面有些轻微颤动的话,实际是非常危险的一件事情。可能聚光焦点不在塔尖,往下移了,就会造成一些损失,镜子支架和驱动是它最大的一个技术难点和技术障碍。另外塔尖的集热器需要温度阶梯,rayspower它这个集热器不是光滑的,有数百根上千根的小管子组成,会把熔盐分散到每个管子去吸热,它能够承受比较突变的温度。这个塔式是已经完成了它塔的建设,计划在三个月左右镜子就可以入场了。它的年发电量是48万兆瓦,可以供7.5万个家庭使用。
在中国不管槽式和塔式都面临一些障碍,有几点是需要克服的,间歇性,我们不说一片乌云飘过,即使雨季,哪怕是24小时发电他也不可能储存这么多的能源,西部主要是水源,需要我们对于空冷的汽轮机有个期待。西部在青海和西藏实际上它的阳光最好,它的发电量最大,但是它却是最不需要电的地区,需要把它的电转移到东部来,我们东部又缺电,在很多月份当中我们会有一些缺电的困难。高额的初始投资,刚才我说到的塔式电站在十亿美金,一次性投资等于今后25到30年的煤全部买了回来,这个初始投资我们能否接受,然后光照资源合适的区域海拔比较高,意味着夜晚温度比较低,这是一个困难。
中海阳作为专业的光热电站服务商,有专业的团队,利用熔融盐储热,可以为客户提供整体的解决方言,另外我们也可以解决以槽式和塔式为主的光热发电电站的整体项目设计以及整体的EPC。另外中海阳在投资十亿人民币建设了一个聚光镜的生产基地,原产能满足300兆瓦到500兆瓦的聚光电站的使用。谢谢大家!
邵继新:我想问一下从整个系统方面,槽式和塔式在同等规模下怎么样?
胡磊:整个系统规模,我最后也提到一下,槽式技术非常成熟,成熟就意味着稳定,而塔式技术第一个实现熔盐塔式商业化运作的只有西班牙的一个公司,而且实现一到两个月,槽式在室外经过20多年的大规模运行,我国现在很多大型电力公司也好,国家一些政府也好,国家政府的相关部门以外,对槽式的期待比塔式要大。
邵继新:下面请联讯天兆发展有限责任公司的张志勤同志发言,他发言的题目是碟式太阳能应用与研发,大家欢迎。
张志勤:各位来宾,下午好!我是北京市联讯天兆科技发展有限公司的张志勤,今天跟大家交流的题目主要是说说碟式太阳能应用与研发的一些体会,我们现在产品是由我们公司和上海齐耀动力和深圳微涡动力三家联合研发的产品。主要产品是碟式太阳能聚光系统,这个系统是我们公司自己研发完成的。现在含量这个是超能微型涡轮机,据我们了解,是在世界上比较先进的一种动力设备。这个是我们公司是上海齐耀动力合作研发,主要是齐耀动力研发,我们配上太阳能的罩子和联合调试的产品。
产品应用分类,第一项是供暖和制冷,冷暖并供,第二项是发电。首先对制冷和供暖方面先跟大家交流一下,第一先介绍一下集热碟的构造,由四部分组成,有基座,钢结构架子,然后是跟踪系统,跟踪系统是由光电系统集成的,聚光碟是由钢结构和玻璃钢,上面是高透光的镜子,最上面这个是集热器。现在大家看到的这个是一个集热器,这台集热器是我们公司和中科院的热能物理所联合研发的高性能集热器,它的导热效果目前来说比较高。
现在看到的这个是跟踪系统,就是我们公司工程师自己研发的自动跟踪系统,它的跟踪精度非常高,主要原理一个是用GPS,大面积跟踪太阳。因为直径是12米,面积非常大,集热了以后,光板只有250,所以要求跟踪精度非常高,自动跟踪系统是由我们自己研发的。
我们现在看到聚光碟最大的特点是太阳光热利用效率高,自动跟踪系统误差小,高温利用范围广。刚才我们看到那个光板的地方最高的温度达到一千度以上甚至更高,安装方便,寿命长,维护成本低。
现在大家看到这个图就是个冷热并供的系统示意图,上面这个是太阳能集热器通过太阳光集热以后,进入储水箱,可以供暖,也可以制冷,这是冷热并供的一个示意图。
现在看到的这个是我们公司做的一个实验,在河北的承德围场地区,冬天温度零下30度左右,我们装了一台直径八米的集热器,下面看到这个是办公和施工的一个指挥部,在这样严寒的情况下运行了一年,效果非常好。屋里的最低温度没有低于14度,人在里面居住生活完全可以达到要求。
第二部分讲讲发电,现在看到的是我们做的最简单的发电原理图,设备都是我们自己的,刚才看到集热罩就不说了,通过导热油加温,热的导热油从管道进入蒸汽发生器,通过热交换为蒸汽发生器加热。前面这部分就不说了,后面就是储能,刚才有些专家和领导都讲到熔盐储能,我们感到熔盐储能投资很高,现在大家看到这个图是我们现有这些设备综合在一起的一个机器,罩子、发电机和下面的涡轮机,这三个结合在一起,最大的优势能降低成本,最大限度地利用太阳能热量。用循环水散热,大约温度在六七十度,我们把这个水再返回到蒸汽发生器里面,这样蒸汽发生器所用的热量比较少,节省很多的能源。这两个结合在一起,能大大降低太阳能发电的成本。
现在中科院热能物理所和国家能源局正在做大规模的空气储能的研发,如果这个研发成功了,我们利用我们的超能微型涡轮机,或者用一部分电上网,一部分电压缩空气,压缩空气储存起来,给电网调峰或者用于没有太阳的时候发电。如果空气压缩这部分技术能够克服的话,能保障24小时不间断的发电。这是一个斯特拉涡轮机的图,这是我们深圳公司研发中心研发的。这是斯特林机,这个图是正在现场安装的照片。
我们现在正在河北的围场做一个一百千瓦的发电和五千平方米的供热示范,现在大家看到正在安装,春节前没安装完,下面看到红的是蒸汽发生器,我们预计安装完成以后,现在我们看到的是个制药厂,向它供热水或者冬天供暖和平常有太阳的时候每个小时发一百度的电,这样一来形成一个完整的冷热并供的示范,这是我们做这个项目的最终目的。这是在围场新华水利丁跃总经理到现场考察的照片,这是山东省省长视察我们公司的照片,这是马来西亚海鸥能源公司和我们合作热管这个董事长到北京来考察项目和洽谈合作事宜,这上面还有中科院热能物理所的研究员。我们项目主要针对的是御道口光能发电基地,列入河北省“十二五”规划。特斯拉涡轮机能够提供25千瓦,聚光镜我们主打是12米的。这是效果图,这是我们自己做的一些实验视频,给大家放一放。这个25千瓦的用空气驱动的涡轮机当时在我们车间里面的一个实验的照片,也是一个视频,这种涡轮机不用有温度的蒸汽,用一般的空气有压力就可以驱动,而且效率还是比较高的,这就为我们以后如果用空气储能来驱动发电打下基础。
这个是我们北京顺义用涡轮机用蒸汽发电的一个实验,这是我们现在顺义的工厂,这个汽开始往外跑,这是没有给它装罩子。如果装了以后,蒸汽给它回收了以后,让它进入蒸汽发生器里面二次利用,所以不会有损失。这个涡轮机现在我们用的蒸汽压力只有五公斤,当时设计的是十公斤,蒸汽发生器我们不能生产,买的别人的限压阀坏了,所以现在只能是四五公斤运转,现在可以看到电流表的电压在上升,这就是证明在发电了,这就是涡轮机用蒸汽发电的一个实验,效果不太好,大家看到那个表压力只有五公斤左右。我就介绍到这里,谢谢!
提问:我问一下,我感觉你最得意的或者最核心的东西就是斯特拉涡轮机,你提到一个斯特林涡轮机,你能给我们解释一下你的合作单位做的是什么?
张志勤:我们斯特林机是和上海七一动力合作的。
提问:你们之间的协作关系,有上海动力,还有深圳一家是吗?你们之间具体哪一家哪一部分再核心,再简单介绍一下好吗?
张志勤:我们斯特林发动机是由七一动力生产,我们用我们集热器和罩子装在一起,联合测试,然后双方共同进入市场。涡轮机是我们出资和深圳公司联合研发和生产的。
提问:供热呢?
张志勤:供热是我们自己知识产权,没有和别人合作。
提问:齐耀发动机和涡轮机的热电转换效率和成本还有价格大概是多少?
张志勤:目前还没有一个准确的成本,但是我们可以保留的说一句,它的发电成本肯定低于国家发改委太阳能热发电招标的电价。
提问:热电转换效率能达到多少?
张志勤:我们自己初步测算是20以上。
提问:最小多少?
张志勤:20千瓦,现在看到这个是100千瓦的。斯特林机是一千瓦的。
邵继新:太阳能光热发电分论坛就到这里结束。最后代表太阳能光热联盟,祝愿咱们国家太阳能光热这个产业能够兴旺发达,太阳能光热发电分论坛到此结束,谢谢大家。