塔槽耦合光热系统镜场效率研究

太阳能光热发电技术能量输出稳定,可用于电网调峰,是太阳能高效利用的重要方式。其中,塔式光热发电技术的集热储热温度高,系统发电效率高,具有很大的发展潜力。但由于余弦效率的影响,当塔式镜场容量超过一定限值时,镜场效率会随着镜场容量增大而降低,而槽式光热发电技术不受余弦效率影响且几乎与容量无关。因此,提出塔槽耦合的集热方案,并利用MATLAB软件对100 MW塔槽耦合光热发电系统进行光学效率仿真研究。结果表明:在总集热量不变的情况下,塔槽耦合光热系统年均光学效率达到50.65%,比单纯塔式镜场提高3.04百分点;当塔高为260 m时镜场效率比180 m时提高2.52百分点,同时塔与槽的镜场面积比从2.35降低至2.22;针对不同纬度和容量的塔槽耦合系统,提出了塔槽耦合镜场的适用范围,以期为新型太阳能光热发电系统的设计提供参考。     

新疆首个大型光热发电项目进入全面建设阶段

<正>日前,随着哈密熔盐塔式5万千瓦光热发电项目EPC(工程总承包)和聚光集热系统的相继定标,该项目进入全面建设阶段。这预示着我区建设的首个大型光热发电项目进展顺利。哈密熔盐塔式5万千瓦光热发电项目由中国电力工程顾问集团有限公司投资兴建,建设地点位于哈密市伊吾县淖毛湖镇境内。该项目于2016年9月13日被国家能源局确定为国家第一批太阳能热发电示范项目,项目规划容量250兆瓦。本期建设1x50兆瓦熔盐塔式太阳     

太阳能光热发电系统安全风险初探

介绍了太阳能光热发电系统分类,从集热系统、蓄热系统、换热系统、辅热系统、发电系统等方面对其进行安全风险分析,指出各种类型光热发电系统的安全风险源,并提出了相关措施和建议,为太阳能光热发电系统的设计、安装和运行等提供了参考。     

蓄热系统对塔式光热电站输出特性影响分析

针对塔式太阳能光热发电中太阳能输入不可控的问题,建立了整个光热发电系统的数学模型,阐述了蓄热系统在整个热发电系统中调节作用的关键性,分析了4种气象条件下蓄热系统的调节对塔式光热电站系统输出特性的影响规律,并用MATLAB对所建数学模型进行模拟仿真,结果表明:蓄热系统能够充分利用光热资源,延长发电时间,调节负荷分配,保证输出功率的稳定性.     

太阳能热发电应用前景与技术发展趋势分析

全球太阳能热发电可开发量巨大.太阳能热发电可以采用相对经济的储热系统,其电力品质好,可担当基础电力负荷.通过规模建设、技术改进、降本增效,太阳能热发电成本将有较大幅度降低.预计2020年前后,全球太阳能热发电将进入大规模应用的时代.由于规模大,效率相对较高,太阳能塔式发电技术将快速发展,有望成为一种光热发电的主流技术,储热技术也将得到广泛应用.     

塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统的设计

针对传统光热发电方式效率低、规模小、成本高等问题,设计了塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统。在这一系统中,现地控制器根据太阳位置算法、空间转换模型计算出镜面角度的理论值,并结合光束界定系统与镜场管理系统纠偏,驱动伺服电机完成镜面俯仰角、旋转角的调整,实现定日镜的跟踪控制。试验结果表明,应用这一系统,定日镜反射太阳光斑的精度高,符合运行要求。     

塔式太阳能热发电技术经济特性分析

化石能源的大量使用引起了全球性的资源枯竭、环境污染与气候变化等问题,已对人类的生活和社会的发展造成了严重影响。太阳能作为最为重要的可再生能源类型,已经得到了足够重视并规模化发展。塔式太阳能热发电作为聚焦太阳能光热发电类型中主流的发电类型正在迅猛发展,其技术可行性和经济合理性已达到商业化水平,具有较好的发展前景。通过研究塔式太阳能热发电站技术经济特性,对塔式太阳能发电系统投资、效率等影响系统发展参数的主要因素进行了分析。通过分析我国太阳能产业现状与发展趋势,展望了塔式太阳能热发电在我国的发展前景。     

我国聚光型太阳能热发电技术发展现状

介绍了聚光型太阳能热发电技术的特点及国内太阳能热发电技术的发展现状,分析了太阳能热发电技术发展面临的难点,提出了将塔式和槽式太阳能热发电系统的优点相结合,发展辅助燃煤/燃气一体化的发电系统,以及发展太阳能光伏发电和光热发电的联合系统的建议。     

塔式太阳能光热配套系统性能研究

以某350 MW国产亚临界燃煤机组为例,与塔式太阳能光热系统配套,形成太阳能光热配套电站系统,确定塔式太阳能光热系统配套电站的设计方案。基于STAR-90仿真平台建立实时动态仿真模型,通过简单的仿真试验对方案进行改进,模拟了某地春分日一天内满负荷、降负荷条件下和四个季节某一天内满负荷条件下塔式太阳能系统的工作过程,对太阳能系统和机组的运行特性进行分析。模拟结果表明,该模型能准确反映太阳能的引入对整个机组运行特性和经济性的影响,为太阳能热发电的应用提供了试验基础。     

塔式太阳能辅助燃煤发电系统技术经济性分析

塔式太阳能辅助燃煤发电是一种提高太阳能利用率、降低燃煤消耗的发电技术。该技术是将高温塔式太阳能热与常规燃煤发电机组相耦合,利用塔式太阳集热场产生高温蒸汽并参与燃煤电站系统作功。本文对某1 000 MW塔式太阳能辅助燃煤发电系统在太阳辐射资源和电网电力调度波动下的发电量及其构成(燃煤发电和太阳能发电)和电站全生命周期内的技术经济性进行了研究。结果表明:塔式太阳能辅助燃煤发电系统运营期内平均光电转换效率为18.2%,远高于常规塔式太阳能热发电站的光电转换效率;电站项目的平准化电力成本为0.319元/(k W·h),所得税后财务内部收益率为11.29%,具有良好的收益能力和较低的投资成本;塔式太阳能辅助燃煤发电系统比相同电力调度下1 000 MW燃煤电站少燃煤257.4万t,减少CO2排放723.8万t;当考虑碳捕集成本时,为使该塔式太阳能辅助燃煤发电系统与相同容量燃煤电站具有相同的市场竞争力,则需国家电价补贴0.065元/(k W·h)。     

塔式光热电站设计国家标准与IEC标准的对比研究

2018年我国发布了国内首部国家标准GB/T 51307—2018《塔式太阳能光热发电设计标准》,2022年发布了世界首部国际标准IEC 62862 4-1《塔式太阳能光热发电设计总体要求》。文章介绍两部标准的主要技术内容,梳理分析两部标准在主要内容上的差异,包括接入系统、太阳能资源评估、汽轮机系统、水处理系统、信息系统和电气系统,为设计工程师提供了有用的依据,相关结论也可为其他国际标准编制的工作思路提供参考。     

国内光热发电现状及应用前景综述

太阳能光热发电技术具有可连续稳定发电、易与其他可再生能源互补发电等优势,受到了世界各国的重视。国际上太阳能光热发电技术已有20余年的发展历史,我国在该领域的研究及利用较晚,大力发展我国的太阳能光热发电技术很有必要。通过介绍国际和中国光热发电技术近年来的发展趋势,对国内已商业化运行容量最大的熔盐塔式光热项目做了重点介绍,并对太阳能光热发电技术的制约因素和应用前景进行了研究和展望。     

塔式光热发电无线仪表和无线网络配置研究

本文分析了一种群塔式太阳能光热发电系统的定日镜、吸热蓄热器、汽水管道等系统的基本仪表配置和仪表的主要功能。根据这些仪表配置的特点提出了无线仪表和无线网络的具体配置方案。本文还介绍了每种无线仪表的特点和在群塔式太阳能光热发电系统中的具体应用范围以及各种无线网络设备,如无线多功能节点、各类无线转接模块、手持设备、无线管理平台等的功能以及配置。     

塔式太阳能双储联合发电技术

基于光热储能发展现状,结合双机联合发电技术,提出了一种新型塔式太阳能联合发电系统。该系统采用两级储热,两级发电设计,高温热气轮机与高温储热器结合,蒸汽轮机与中温储热器结合,二者既能够协调联合发电,又可短时独立发电。典型系统设计的估算结果表明,塔式太阳能热发电的峰值效率可达20.5%,年平均发电效率为13.37%。该系统能够充分利用太阳能,提高发电效率,并可回收利用低温余热。     

供能方式对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2热力性能的影响

控制和减缓化石能源燃烧所排放的 CO2对于缓解全球气候变暖具有重要意义。以某超超临界1000 MW火力发电机组为例,建立了钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程,基于Aspen Plus软件得到了系统的热力性能,分析了太阳能集热和煤富氧燃烧驱动 CaCO3煅烧反应对系统热力性能的影响。结果表明,与煤富氧燃烧方案相比,太阳能集热方案增加了发电功率,发电标准煤耗率降低1/3,但其发电热效率降低3.8个百分点;太阳能集热方案的等效太阳能热发电效率为28.36%,高于塔式太阳能热发电的峰值效率;提升太阳能集热方案性能的关键是提高集热器场的能量利用效率ηsol-avi,当ηsol-avi高于75%时,太阳能集热方案比煤富氧燃烧方案发电热效率高。所得结论为低能耗减排CO2、高效利用太阳能提供了新途径。     

太阳能塔式集热与余热锅炉结合的能源系统

太阳能塔式集热具有参数高、容量大、转换效率高等显著优点.为降低能源系统的初投资成本,提出将太阳能塔式集热与联合循环的余热锅炉（HRSG）进行有机结合,形成太阳能与联合循环（ISCC）能源系统.探讨了两者结合的典型方式,用热力计算软件对四种流程进行了建模分析,研究了不同的流程方式对联合循环HRSG性能产生的影响;找出当量发电效率高的结合方式,为该技术的产业化应用提供支持.     

太阳能光热电站电伴热系统设计

在槽式及塔式太阳能光热电站的集热和储热系统中,主要传热工质(导热油和熔盐)在启动及运行阶段不同程度上面临着冻堵的风险。目前,国内外的光热发电工程公司普遍采用电伴热方式对工艺系统进行预热以及温度维持。文章从设计咨询方的角度对太阳能光热电站的典型传热工质(导热油和熔盐)和主要运行工况进行了分析,并提出了电伴热系统的材料选型、设计思路以及现场应用的建议。     

光煤互补发电系统热力学性能分析

建立了纯燃煤发电系统和光煤互补发电系统的物理模型,从系统的能量平衡和平衡方程出发,推导了光煤互补发电系统太阳能净发电效率的解析式,并对该系统的热力学性能进行了分析,研究了集热温度、聚光比、太阳辐照强度对互补系统太阳能净发电效率的影响。结果表明:太阳能聚光集热替代的抽汽级越高,互补发电系统的太阳能净发电效率越高;当太阳能聚光集热替代同一级抽汽时,集热温度越高,互补系统的太阳能净发电效率越低;对于给定的聚光集热温度和太阳辐照强度,互补系统的太阳能净发电效率随着聚光比的增大而升高;对于给定的集热温度和聚光比,互补系统的太阳能净发电效率随着太阳辐照强度的增加而升高。本文的研究结果可为光煤互补发电系统的优化设计提供理论参考。     

熔盐储热型塔式太阳能与燃煤机组耦合方式及热力性能分析

为提高塔式太阳能电站发电效率,同时降低火电机组煤耗,将配置熔盐储热装置的塔式太阳能光热系统耦合到常规燃煤机组中,并对耦合系统进行模拟仿真。研究表明:在锅炉75%THA工况基准下,太阳能光热系统可以承担5%～15%换热负荷,使燃煤机组在80%THA～90%THA负荷下运行,煤耗降低率由5.76%提高到15.54%;利用熔盐储热装置的耦合机组在85%THA负荷下,稳定运行时间可延长约33%,整个耦合系统能够消纳更多的太阳能。该结论对塔式太阳能补偿燃煤火电机组性能研究具有一定参考作用。     

塔式太阳能热发电中熔盐储能材料的筛选

熔盐作为太阳能热发电的储热材料优势明显。随着太阳能热发电电站系统,尤其是塔式电站系统的优势越发显现,对于熔盐工作温度的提升也越来越受到重视。目前在现有电站中主要应用的是硝酸盐,然而硝酸盐的工作温度极限愈发不能满足集热器工作温度升高的需求。介绍了太阳能热发电技术的概念与三种现有形式,并通过对常用熔盐的分析,简要阐述了塔式太阳能热发电系统中熔盐储能材料的筛选方法,以及实验中应注意的事项,并基于现有研究成果以及已实际应用的熔盐的论述与分析,可以认为塔式光热电站的潜力仍然十分巨大,且熔盐的优化仍然有很大空间。