大国工程在新疆丨哈密50兆瓦熔盐塔式光热发电站——新疆首个光热发电项目

发布时间: 2024-06-30 12:33:34 发布者:云开全站APPkaiyun官网

  6月17日,“新疆高水平质量的发展调研行”大型全媒体主题采访团走进哈密,在伊吾工业园,14500个“向日葵”随太阳转动,将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上,实现发电,这就是哈密50兆瓦熔盐塔式光热发电站。

  哈密市风光资源丰富,经测算,哈密全年日照时数高达3380小时,是全国日照时数最充裕的地区之一,其太阳能资源理论蕴藏量达22.6万亿千瓦时,资源可开发量达49.38亿千瓦,技术可开发量达32.09亿千瓦。哈密区域内,平原和戈壁面积广大,集中连片,酷烈的阳光,在这里造就了一片光之海洋——这里是光能产业开发的理想之地。

  党的十八大以来,哈密市建成了千万千瓦级风电基地和百万千瓦级光伏发电基地。截至目前,哈密并网电力装机达2460.65万千瓦,新能源装机占比达 64.1%,相当于每发一度电就有0.641度属于绿电,风光带来非常大环保效益。》》》哈密市如何借“光”生金

  哈密50兆瓦熔盐塔式光热发电站位于哈密市伊吾县淖毛湖镇境内,地处天山东麓,于2019年12月29日并网发电,可实现昼夜连续发电,具备稳定的电力输出和良好的调节性能。目前,该电站已实现年供电量1.983亿度,可供24万人一整年的生活用电,相当于每年节约标煤6.19万吨,每年减排燃煤所产生的二氧化硫约61.89吨、烟尘约19.84吨。》》》我区首个光热发电站实现稳定运行

  哈密50兆塔式光热发电站采用塔式聚光集热技术,以熔盐作为吸热、储热介质,使用国内首创的五边形巨蜥式定日镜。

  14500多块五边形定日镜,每块48平方米,以同心圆的形式围绕着中心吸热塔,排列整齐,如同一个巨大的“银色向日葵”。这一片“向日葵”随太阳转动,将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上,实现发电。

  发电站的核心由四大部分构成:聚光集热系统、储热系统、换热系统、发电系统。

  ①聚光集热系统,由定日镜和吸热塔组成。吸热塔高约220米,塔顶装有约40米的集热器。定日镜和吸热塔配合,收集光热能。

  ②发电站的地面放置有三个罐子,罐中装有熔盐,这三个罐子就是储热系统的主要部分。

  ③换热系统安装在储热系统的罐子之间。换热系统将储热系统中的熔盐与水进行充分的换热,产生高温度高压力的水蒸气。

  ④发电系统将换热系统产生的高温度高压力的水蒸气引进主厂房,推动发电机进行发电。

  工作人员在中国能建哈密熔盐塔式5万千瓦光热发电站巡检设备(无人机拍摄)。

  项目最核心的定日镜控制管理系统属于“高精尖”技术,这套控制管理系统可以指挥每一面定日镜,让每一面定日镜都能追随太阳轨迹精准运行,并自动调整反射阳光的角度,进而实现反射集热,对熔盐均匀加热。

  2020年,该项目在定日镜的安装调试过程中,外方技术专家不能来现场指导调试,定日镜控制系统运转极不正常,安装、调试工作受阻,项目建设遇到极大困难,一度面临失败风险。

  为实现项目建设目标,并为同类项目开创一条新的技术路线,中电哈密太阳能热发电有限公司采取果断措施,组织疆内外专业技术团队开展定日镜控制系统技术攻关,经过反复多次的试验和论证,完成了自主调试方案的探索。新的定日镜控制系统完全符合项目需求,定日镜运行各项技术参数均符合要求。

  受技术和成本影响,光热项目的商业化应用在全球都处于逐步探索阶段。我国首批20个光热示范项目中,有不少仍然处于建设期。资料检索表明,这套定日镜控制系统在技术上有创新和突破,在全国同类项目中达到先进水平。》》》哈密熔盐塔式光热发电站体检

  在这套新系统的支撑下,该项目2021年6月18日实现稳定并网发电,2021年9月27日实现全容量发电。

  白天通过太阳光将熔盐加热产生能量,再将能量储存起来,等到太阳落山后,光线不足的时候,熔盐储存罐里的能量,会支持电站继续发电,从而达到24小时不间断供电,属于典型的储能发电项目,这也是光热发电项目最大的优势,应用前景广阔。

  储能将成为常态化的设计,如何利用储能结构将太阳能、风能、水能等大自然清洁能源收集起来并加以充分利用,减少我国对火电的过度依赖。这个项目为我国光热发电项目积累了很多经验,证明了在我国光热发电技术是可行的。

  新疆哈密50兆塔式光热发电站的应用,对促进太阳能热发电国产化进程,改善地区能源结构,带动当地相关产业经济发展,具有十分重要的意义,也为我国实现碳达峰碳中和目标作出了积极探索。

  首先,定日镜的反射率高。大部分家用镜的反射率为75%左右,而定日镜的反射率可达95%,高反射率有利于提高镜子的工作效率。

  其次,定日镜的耐磨性较好。光热发电站建于戈壁滩上,频繁的风沙易磨损镜面,减少镜子的使用寿命。具有高耐磨性的定日镜在无外力影响的情况下,其使用寿命可达25年。

  而定日镜最大的特点是可以追踪太阳的方向。发电站的定日镜由自动控制系统操控。自动控制系统将会根据定日镜和太阳的方位来调整定日镜的转动,使定日镜随着太阳转动,以保证定日镜可以将太阳光反射到固定的位置上。可以说,比向日葵更像向日葵。

  此外,定日镜具有一定曲率,因为,平面镜无法汇聚能量。发电厂中的定日镜被分为66种曲率,曲率需随着定日镜距离中心吸热塔的距离而进行适当的调整。

  光伏发电利用半导体界面的光生伏特效应,将光能直接转变为电能,常说的太阳能电池板就是利用光伏发电的原理。光伏发电受日光照射强度影响较大,在夜间不能发电,同时发电量受天气变化影响。

  光热发电利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。光热发电技术,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本。

  光热与光伏可互补,光热发电与储能系统能弥补光伏发电夜间无法发电的不足。

  新疆拥有丰富风光资源,一直以来,新疆着力推动风电和光伏发电基地规模化开发建设,初步实现了新能源规模化、集约化开发利用,新能源产业规模不断壮大。新能源的优势是清洁低碳,但有着间歇性、不稳定的劣势,并入电网时会给电网安全性带来挑战。近些年,新疆不断通过调节技术,通过电池储能、光热储能、氢储能等储能技术,让不稳定的新能源变得稳定。

  相比前几年,近两年投资的新能源项目大部分自带超级“充电宝”,用不同储能技术储能。

  在阜康市,正在建设的中国绿发阜康鲁能100万千瓦绿色能源大基地,配套建有10万千瓦光热储能。白天光可转化为热能储存起来,到晚上用电高峰时,将热能转化为电能输入电网,使光伏与光热发电捆绑在一起,根据电网用电需求来发电,形成持续稳定供应。

  在库尔勒上库高新技术产业开发区石油石化产业园,由新疆瑞宝乾源电力有限公司投资的源网荷储一体化项目一期100万千瓦已开工,项目建成后将大大降低园区用电价格,为园区公司可以提供绿色电力,降低能耗指标。

  如今,在疆投资的新能源项目储能主要分化学储能和物理储能。除运用光热、二氧化碳储能外,还有氢储能、锂电池储能、磷酸铁锂储能等,储能时长2到8小时不等。

  目前,我国储能技术多达20余种,未来几年,新疆将呈现出多种储能运用场景,是各种超级“充电宝”的试验场。

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