太阳能光热发电技术

进入调试阶段。两大电站的建成投运开启了塔式光热发电技术的新纪元，
★中科院电工所1MW塔式光热示范电站
发电装机容量1.5MW；定日镜场采光面积10,000平米；吸热塔高118米；传热介 质为水/蒸汽；储热介质为饱和蒸汽和导热油；2.35MPa, 390°C蒸汽轮机发电。 2011年7月17日产汽，2012年8月9日发电。
2200 小时以上；
光热业务拓展思路
青岛、兰州一线，即北纬36°以北地区，除了东北的北部和东部以外，日照时 数都在2 600小时以上。
锡林浩特、呼和浩特、银川、西宁、拉萨一线以西北的内陆地区，年平均日照
时数普遍在3 000小时以上，是中国日照最多的地区。
序号 1 2 3 4 城市 宁夏石嘴山 河北石家庄 安徽马鞍山 广西柳州 日照小时数 3084小时 2400小树 2100小时 1635小时 1月份：145小时 8月份：241小时 最大月份 2月份；222小时 最小月份 6月份：304小时
塔式
蝶式
菲涅尔式
国内典型工程案例及公司
光热发电吸引了各路资本的关注。业内普遍对光热发电的前景看好，并 且兴建了大批电站，典型项目如下：
★美国Ivanpah电站（392MW）和新月沙丘电站（110MW）
★中科院电工所1MW塔式光热示范电站
★浙大中控德令哈50MW 塔式光热电站
★首航节能敦煌10MW 塔式光热电站 ★兰州大成200kW槽式光热发电示范项目 ★龙腾太阳能内蒙古乌拉特中旗600米1.6MWth槽式回路
www.bestpower.cc
北京佰能蓝天科技有限公司
★龙腾太阳能内蒙古乌拉特中旗600米1.6MWth槽式回路
该项目为常州龙腾太阳能热电设备有限公司建设的槽式示范回路； 2013年6月，该示范回路实现了商业电站典型工况下的稳定运行，到 目前为止已连续运行一整年。
★光热电站投资
地理位置、气候条件、融资模式、技术选择，系统设计等不同，都会影响太 阳能热发电站的初始投资成本。再加上我国光热发电刚刚起步，所以目前尚 无权威的电站投资及运营成本数据。
我国 (1975-2004)气候平均太阳能资源分布图
克林顿基金会气候行动（CCI）团队以一个在中国的50MW槽式太阳能热发电 站为典型案例，对其均化发电成本（LCOE）进行了计算和模拟分析。
案例太阳能热发电站位于中国内蒙古自治区鄂尔多斯地区，电站规模50MW，
带4小时储热，电站运行寿命为25年。案例电站一次性初投资估计约为14.56亿 元人民币，相当于单位造价29,119元/千瓦。
根据相关资料显示，每兆瓦投资在2000万元以上，发电成本大于1元/ 度。我国光热示范电站电价有可能为1.38元/度。
我们选取了三个案例来介绍光热电站的投资：
●西班牙50MW槽式光热电站建设成本
●中国50MW槽式太阳能热发电站（模拟测算数据）
●中控太阳能德令哈10MW塔式光热电站投资数据
★ 西班牙50MW槽式光热电站
塔式光热系统的核心设备是定日镜场及吸热塔；在传热
介质方面，塔式电站可以采用水、导热油及熔盐介质。
www.bestpower.cc
北京佰能蓝天科技有限公司
定日镜
集热塔
光热发电技术比较
优点 槽式 缺点 同步跟踪降低跟踪控制代价，成本低；具 管道系统比塔式复杂得多， 有商业化运行经验。中、高温过程，可以 热量及阻力损失大，真空管 蓄热储能、联网发电运行 破损更换增加成本。 采用高温熔融盐蓄热储能，聚光比高，易 技术复杂，投资较大，发电 达到较高工作温度；接收器散热面积相对 成本高，配套设备还不成熟 较小； 热力发电效率高，单台装置可独立运行， 造价昂贵，商业化可行性需 也可进行模块化组合，自动化控制性好， 要证实。 维护量少；建设周期短，运行成本低 集热管固定，连接简单，反射镜为平面镜，投运机组少，效率不够高， 便于制造与清洗，同时近地安装，风阻小；储能时间较小。 直接产生蒸汽，参数高；造价相对便宜
★中控太阳能德令哈10MW塔式光热电站投资数据
该项目预计总投资9.96亿元，为50兆瓦塔式光热发电项目。一期10兆瓦采用 DSG技术，总投资额2.1亿元，包括与50兆瓦装机配套的公用设施建设。
该工程共建设6个热功率为40MW的镜场和吸热塔，1套熔融盐蓄热系统，1套 蒸汽发生器系统，1套汽轮发电机系统以及辅助发电系统；全场共设置定日镜 217440面，每个镜场设置36240面，每面镜子2平米；吸热塔高度80m。
★浙大中控德令哈50MW 塔式光热电站
中控太阳能公司投资建设，总装机容量为50MW，是中国第一座商业化运营的太 阳能热发电站。项目场址位于青海省海西州德令哈市西出口太阳能工业园区。 项 目一期10MW工程于2013年7月5日成功上网发电，并实现连续、稳定运行。
★首航节能敦煌10MW 塔式光热电站
佰能是水，顾客是舟；追求卓越，奉献顾客
光热发电产业现状及潜力
光热电站经济建设 光热发电产业介入思路
中国可再生能源资源可开发量
结论：在可再生能源中，太阳能远远大于其他能源。
光热发电主要技术路线
根据聚光方式的不同，光热发电可分为4种方式：槽式、 塔式、蝶式、菲涅尔式。 上述四种方式中，槽式和塔式是目前两种主流的光热利
首航光热敦煌10MW熔盐塔式示范项目已完成前期工作，计划于2015年投产。该 项目规划装机规模100MW+1*10MW塔式光热电站，一期的1*10MW高温高压凝 气式汽轮机发电机组，带15小时熔盐储热，年发电时长5000小时以上。
★兰州大成200kW槽式光热发电示范项目
该项目规模为各200kW电功率的槽式和线性菲涅尔式光热发电项目；由两组 各150m槽式聚光集热回路和两组各96m长线性菲涅尔聚光集热回路构成。项 目于 2012年5月9日下午并网发电，截止目前示范系统累计发电量已超过 50000kWh。
★美国Ivanpah电站（392MW）和新月沙丘电站（110MW）
美国这两座电站，在光热发电产业发展上具有重要意义。 Ivanpah电站为全球最 大的光热电站，该电站于2013年12月31日开始首次投入商业运营 ； Crescent Dunes（新月沙丘）为全球最大的熔盐塔式电站，该电站于2014年2月12日开始
用技术。就目前而言，槽式技术更为成熟，塔式技术更具发
展潜力。
全球光热电站概述
截至2013年3月，全球太阳能热发电装机容量超过2.8GW。西班牙和美国是主 要市场。 在西班牙，共有45座太阳能热发电站处于商业化运行的状态，总装机容量达到 2053.8MWe，其中槽式电站40座（1972.5MWe）、塔式电站3座（49.9MWe）、 菲涅尔式电站2座（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.4MWe）。
在美国，处于运行中的太阳能热发电装机容量为525MWe。
抛物面槽式
塔式
线性菲涅尔式
碟式斯特林
槽式
槽式光热利用系统的核心设备是中高温真空集热管，槽
式电站普遍采用导热油作为传热介质；在以水及熔盐作为介
质方面，还存在技术难题。
真空集热管
反射镜
www.bestpower.cc
北京佰能蓝天科技有限公司
塔式
光热业务拓展思路
上述的不确定投资在于光热资源及光热系统的投资。我国光热资源分布不均，
暂且借用年日照小时数这个量化指标来描述这个问题。日照时数是指太阳每天 在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。
中国年平均日照时数的分布形势是东南少而西北多，从东南向西北增加。大致
秦岭淮河以北和青藏、云南高原东坡以西的高原地区年平均日照时数都在
一个典型的50MW无蓄热槽式热发电站中，太阳能场在总承包成本中所占比 例超过40%，导热油及其相关系统占据了不到20%，而传统的常规岛部分包 括蒸汽发电循环、电气、控制及其他辅助系统仍然占据接近25%的比例。
西班牙50MW槽式无储热太阳能光热电站总承包成本详表
★中国50MW槽式太阳能热发电站（模拟测算数据）