塔式太阳能光热电站经济效益分析王斌

塔式太阳能光热电站经济效益分析王斌
发布时间：2021-12-22T02:40:37.597Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：王斌
[导读] 塔式太阳能光热发电技术因为聚光能力强，能源转化率高，潜力足的特点，所以广泛的应用在各大发电站中。

其中，塔式光热发电技术内的二次反射光热发电体系，是一种全新的技术手段和传统的发电模式相比
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摘要：塔式太阳能光热发电技术因为聚光能力强，能源转化率高，潜力足的特点，所以广泛的应用在各大发电站中。

其中，塔式光热发电技术内的二次反射光热发电体系，是一种全新的技术手段和传统的发电模式相比，经济效益更好，安全度更高，并且所需要花费的时间较短，设备运维简单，是未来主要的光热发电发展方向。

关键词：塔式太阳能光热电站；经济效益；分析
随着全球经济的快速发展，不可再生能源消耗逐渐增多，而且在进行工艺加工时，不断排放的污染物质，也使得气候环境越来越差，全球变暖等问题频发，基于此，秉持可持续发展理念，实现绿色环保和环境友好型的企业转型势迫在眉睫。

太阳能作为可再生清洁能源的主力，本身具有极大的优势，而且体型较为成熟，是主流的新能源发电渠道。

一、太阳能光热发电技术现状
太阳能光热发电技术是利用大规模的镜像反射原理来聚集太阳能，并将其转化为热能，再通过常规的热能循环体系，将热能转化为高位电能。

实际工作过程中最常见的三种太阳能光热发电技术，分别是槽式，塔式，碟式光热发电技术，槽式太阳能光热发电技术主要是将太阳光以线的形式聚焦在集热管表面，进而对管内的热能传导介质进行加热，达到一定温度后，介质会通过蒸汽发生器将热量传递到气体中，然后进行常规的热力发电体系。

塔式光热发电系统是在发电中内部安装大量可以反射太阳光的镜面装置，并且将其聚集到特定位置，而后，通过工艺手段观测，明确太阳所在位置设定工作参数，自动跟踪折射太阳光，确保时刻将太阳光反射到顶部集热器中，最后，集热器吸收太阳能转化为热能，并通过热力循环体系进行发电。

太阳能光热发电技术，主要是通过双轴驱动跟踪装置来促使碟式设备聚光，运转利用抛物面反射原理，将太阳能聚焦到集热器上，然后利用布雷顿循环原理，将热能传导到特定介质中，并使其受热发生汽化，从而推动发电机做功产生电能。

当前，我国主要采用的光热发电技术是塔式和碟式，二者常用于规模较大，发电量较多的发电站。

据不完全统计，我国太阳能光热发电站主要集中在西部地区，因为当地光照时间长且资源丰富，所以能够实现高效率的产电。

二、塔式太阳能光热电站
如上述所说，塔式太阳能光热发电站主要使用大规模的定日镜跟踪太阳光照射方向，并按照工艺反射到集中加热介质，再通过蒸汽发生机生成水蒸气，推动汽轮机做功，常规的塔式光热电站主要由聚光系统，热能聚集系统，热能储存系统，蒸汽生成系统和发电系统五部分，其中经济效益影响最为深远的便是聚光系统，该系统也是太阳能热电站设计中最需要详细考量的核心内容，确保即热系统和聚光系统能够同时并作，因此，一定程度上二者也被认为是同一个系统中的不同工作部分。

另外，工作人员需要明确塔式太阳能光热发电站主要使用的技术手段便是二次反射塔式光热技术，其原理是利用折射镜将太阳光反射后汇聚到二次反射塔双曲面的胶垫上，然后通过固定工艺进行光能再次折射，聚集的集热塔的熔盐吸热器中，然后通过加热生成水蒸气，推动汽轮机做功。

这种工作模式和传统的集热系统相比，首先安全性极高，不会出现冻堵风险，内部介质会直接吸收太阳热的，从根本上消除风险，确保稳定性。

而且还能降低盐罐泄漏风险，这类问题在实际工作过程中一直是非常令工作人员头疼的一项隐患，传统的储存设备，因为只有单层，很容易因为热胀冷缩而不断的受内部应力侵袭，焊缝位置很容易开裂，严重影响工艺稳定性。

其次，热效率较高，最常见的吸热器散热面较小，热水时较低，并且在热能传导过程中，不会出现过多的损耗，太阳光直射时热能的吸收率高达 90%以上。

再然后是创新性较强，随着不断的经验积累和应用试验，现阶段工作系统中的吸热器多为不锈钢结构安装较为成熟并且可替代性的介质较多。

最后工作流程严密，工艺技术中的安装，调试，运维等工作，因为整体工程周期较短，可以进行分期建设，不仅可以合理减少财务压力，还能避免故障问题。

三、经济分析
塔式太阳能光热发电站在运作过程中，主要的成本包括安装费用，前期费用，设计费用，土地资源费用管理费用和贷款利息等等。

标准情况下，塔式光热发电站中的集热设备，想要确保工作稳定，需要大量投资，根据
投资情况，制定成本电价，考虑收入和成本花费，利用固定的计算公式得出发电量。

除上述几点成本耗费渠道外，以后维护成本，财务，契税，资产折旧等问题也会带来诸多损耗，而且成本花费情况还会随着装机容量的增加而提升。

其中，最常规的塔式光热发电系统分为四种运行模式，各自通过集热场以及蒸汽发生系统的运行情况进行区分。

以首年净发电量为 350GWh ，长期发电效率稳定，平均年利用小时数可以达到 3500 小时的发电厂为例，其项目总投资会达到 30 万元左右，每年的发电工作时间稳定控制在 3500 小时，用电率 10%回家后被约为 42 万元，占总体消费的 20%左右，其他费用和材料费用相加大概约等于水费，其余的成本消耗渠道多为员工的工资，福利，待遇等等，由此可见，对塔式光热发电设备进行不确定性分析，利用多种科学的数据作为参考，可以明确收益情况的变化规律，从而预测投资风险针对性的制定解决方案，确保出现突发状况的，第一时间能够作出反应，避免不必要的成本损耗。

而且塔式光热发电系统能够具有较强的聚光能力，使得加热介质更容易达到额定温度和其他系统不同的是，其系统的热传递周期较短，热损耗较少，相对别人而言，性价比最高也符合商业化要求，唯一的局限性就是造价较高。

所以，在进行效益计算时，需要考虑多方面因素，例如，工程静态投资，动态投资，流动资金总投资收益率，净利润率，内部收益率，现金数额，回收期限等等。

同步进行不确定性分析，以机组各项参数为参考数据，测算内部收益率的变化规律，预测风险，合理管控。

四、经济发展展望
太阳能的间断性和不稳定性使其难以成为主流发电渠道的主要因素，所以进行多种能源互补的发电模式，可以有效地弥补这一短板，一定程度上降低不稳定性，已经成为可再生能源稳定性提升的主要途径。

塔式光热发电系统在运行时，设备温度调高热损耗较少，工作效率较高，因此，受到广泛关注，科研人员应该立足于其内部的定日镜和热能传导回路进行重点研究，并且蒸汽发生器对电站性能以及介质温度转移工艺之间的影响，合理管控接收器温度针对性的进行体系优化。

详细来说，首先要建立完善的数字模型，并在其中代入相关数据进行仿真验证，判断可能出现的突发状况以及各项动态数据的波动范围，直观的了解外部电荷的流动情况，为电站运行进行优化设计，增强工作网络负荷能力，提升稳定性，促进能源结构和电力系统的稳定发展。

结论：综上所述，光热发电和热能储存转换技术是可再生能源和大面积高位能转换技术相结合的新型工作模式，在发电技术和能源储存等领域发展神速的当下，促进电网平衡发展，加强可再生能源利用率都是未来主要的发展方向，其本身具有可靠灵活潜力高的特点，在能源发展方面，有着积极的影响，也是国内需要驻足发展的主要领域。

而且利用二次反射技术，可以形成模块式的工作模式，提升结构联动性，通过聚光吸热能源转换为主要流程，实现多规模分期建设，快速运营降低风险提升安全性。

最后，结合投资经济性分析结果，明确发电技术的优化方向，合理控制投资额，降低经济影响。

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