塔式太阳能光热发电站设计标准国际化实现路径

文章依托国家标准GB/T 51307—2018《塔式太阳能光热发电站设计标准》和IEC国际标准IEC 62862—4—1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》的编制实践,从技术储备、项目立项、项目组工作、中方编制团队和编制内容等方面系统总结IEC标准编制关键工作。在此基础上,分析提出我国塔式太阳能光热发电站设计标准国际化实现路径,具体包括以系统性思维推进前期技术研究、发挥专题研究的技术支撑作用、统筹兼顾共性与差异性、标准与工程实践互馈,以及完善工作机制,以期为我国相关单位和机构主导研制IEC标准提供实践经验。

塔式太阳能光热发电站定日镜场道路设计

[目的]定日镜场道路设计是塔式太阳能光热电站设计中不可缺少的环节,为降低电站初投资和提高定日镜场效率,科学、有效、合理进行道路设计。[方法]将定日镜场的道路按性质和使用功能划分为四类:主通道道路、辐射道路、周边环形道路和定日镜间道路,对其在设计中需要考虑的各项因素进行详细分析,并分别从道路布置形式、结构设计、附属设施三个方面进行研究。[结果]总结出定日镜场各类道路平面布置的原则和要求;提出路面结构设计要以满足功能使用要求,经济合理为前提,要着重考虑道路施工、当地地材、维修条件等因素;给出不同场地条件的定日镜间道路路面结构形式;同时提出在定日镜场内设置道路标识系统。[结论]可对今后的定日镜场道路设计起一定的借鉴作用。

国家标准《民用建筑太阳能热水系统应用技术标准》和《塔式太阳能光热发电站设计标准》发布

根据住房和城乡建设部2018第138号文件，《民用建筑太阳能热水系统应用技术标准》被批准为国家标准，编号GB50364-2018，自2018年12月1日起实施。其中，第3．0．4，3．0．5，3．0．7，3．0．8，4．2．3，4．2．7，5．3．2，5．4．12，5．7．2条为强制性条文，必须严格执行。原国家标准GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》同时废止。

工程建设国家标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》即将实施

由中电联精心组织,中电联、中国能源建设集团有限公司工程研究院共同主编的工程建设国家标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》将于2018年12月1日起正式实施（住房和城乡建设部2018第143号公告）.该标准在住房和城乡建设部等主管部门的关心和指导下,历时2年完成,为国内外首次发布光热发电领域综合性设计标准.标准反映了目前国内外太阳能光热发电领域的最新设计理念和技术水平,与正在编制的槽式和菲涅尔光热发电站相关标准共同构成光热发电站设计标准体系,填补了国内光热电站设计标准的空白.

塔式太阳能热发电站冷盐泵振动机理及处理方法

针对塔式太阳能热发电站共性存在的冷盐泵振动问题,对塔式太阳能热发电站的冷盐泵支撑平台结构形式进行了分析,剖析了振动机理,发现了振动原因,并提出了“治标”方案和根本解决方法。研究结果表明:由于熔盐动能和动量很大,熔盐运行系统中较多的弯道导致流体在流动时产生巨大冲击力,是形成振动的激振源;同时,冷盐泵所处的悬臂梁结构支撑平台存在刚度差的问题,容易导致冷盐泵与平台设备的整体晃动。从设计角度减少弯道数量并增加支撑平台刚度是解决振动问题的有效手段,可对塔式太阳能热发电站的设计和安全运行提供帮助。

迪拜100 MW塔式太阳能热发电站的大气衰减率测量与分析

为缓解大气颗粒物浓度偏高地区的大气衰减对塔式太阳能热发电站发电量的影响,利用Ecotech Aurora 3000型浊度计在迪拜100 MW塔式太阳能发电站进行大气衰减率测量试验,对测量结果进行一系列的数据处理与统计学分析。试验结果表明:平均环境温度越高,大气衰减也越严重。试验得到的大气衰减率日平均值、月平均值和整个试验周期内的平均值,以及相应的变化趋势,可为塔式太阳能热发电站提供参考。在大气衰减率较高的月份,可预先考虑适当补偿太阳辐射量损失,以保证发电机组输出功率要求。

135 MW_(e)塔式太阳能热发电站全生命周期碳排放研究

以中国西北地区135 MWe塔式太阳能热发电站(太阳直接辐射量为2015 kWh/m2,年均光电效率为14.9%,储热时长为11.2 h,全生命周期为25年)为研究对象,基于全生命周期评估方法,通过研究边界定义、清单统计,计算得到该电站全生命周期4个阶段的度电碳排放量,并对结果进行分析。结果显示:1)该塔式太阳能热发电站的全生命周期度电碳排放量为22.7 gCO_(2e)/kWh,处于国内外同类电站度电碳排放量(22~35 gCO_(2e)/kWh)的低位水平,折合到单位镜场面积的度电碳排放量为1.56×10^(-5)gCO_(2e)/(kWh•m^(2))。2)在该塔式太阳能热发电站全生命周期4个阶段中,设备、材料制造阶段的度电碳排放量最高(占比约为87.4%),运营维护阶段次之(占比约为7.2%),废弃处置阶段位列第3(占比约为3.3%),建设安装阶段最低(占比约为2.1%)。3)当新增的百兆瓦级塔式太阳能热发电站发电量替代全国火力发电发电量的1%~20%时,年碳减排量可达0.49亿~9.78亿t。由此可知,塔式太阳能热发电站具有极大的碳减排能力及环保效益。

基于改进鲸鱼算法的太阳能热发电站镜场优化布置

针对塔式太阳能热发电系统中定日镜布局优化问题,以无遮挡(EB)布局模型为基础,建立光热电站定日镜场光学效率模型,通过与SolarPILOT对相同坐标数据的定日镜场进行效率计算,证明光学效率建模的准确性。通过在种群初始化时加入Kent映射,在迭代过程中添加动态双子群收敛因子、自适应精英非均匀变异、自适应惯性权重得到混合策略鲸鱼优化算法,同时引入非支配排序和拥挤度计算使算法适用于多目标优化问题,最后结合Gemasolar电站的数据以单目标和双目标分别优化EB布局中的关键参数(方位间距因子和极限重置因子),得到最优布局方案。

槽式太阳能热发电站光热技术监督及方法分析

以槽式太阳能热发电站为例,结合传统火力发电行业技术监督工作经验,从光热技术监督体系建设、典型设备系统(太阳镜场集热系统、导热油热传输系统、蒸汽发生系统、储热系统)技术监督、光热节能监督、技术监督告警制度等方面,探讨光热技术监督工作内容。针对当前光热技术监督存在体系不健全、经验积累少等问题,拟构建光热技术监督规范化工作模式,为从事太阳能热发电站光热技术监督工作人员提供借鉴。

塔式太阳能热发电站定日镜场容量优化配置

太阳倍数是反映太阳能热发电站镜场容量的直接参数,同时也是影响储热系统容量的关键参数。文章以我国西部某地区的50 MW塔式太阳能热发电站为例,建立了塔式太阳能热发电站的能量耦合模型和经济性评价模型。以LCOE最低为优化目标,通过模拟得到无储热系统以及当储热时间分别为6,10 h时,有储热系统的太阳能热发电站的最优太阳倍数,并分析了不同储热时间条件下,定日镜场容量对该电站经济效益、定日镜场效率、电站年容量因子等的影响。研究结果表明:太阳倍数和储热容量存在一个最优组合,使得塔式太阳能热发电站的LCOE最低,在此组合下,配置定日镜场容量和储热系统容量,将使得太阳能热发电站能够获得理论上最优的综合经济效益。

塔式太阳能热发电站吸热器指向点动态调度和优化设计

针对塔式太阳能热发电站中的核心设备吸热器,提出一种基于遗传算法的指向点设计与优化控制策略,该策略通过将塔式太阳能热发电站指向点动态调度问题转换为遗传算法寻优问题,建模求解得到的结果在保证吸热器正常使用寿命的前提下,优化了吸热器面板上的能量分布的均匀性,在保证吸热器材料能流密度要求的情况下,有效提高了截断效率。提出以截断效率和吸热器效率整体作为优化目标的吸热器参数设计方法,将该方法成功应用到某50 MW塔式熔盐电站的吸热器参数设计中,得出该熔盐吸热器最优尺寸为:吸热器受光面积580 m^(2),吸热器高16.78 m,直径11 m。所得最优尺寸参数在相同的吸热器受光面积下,综合效率可提升1.78%;在相同的直径条件下,综合效率可提升2.15%。

100 MW熔融盐塔式太阳能热发电站的吸热器输出热功率与储热时长的优化研究

储热系统对非连续性的太阳能输入具有平抑作用,是塔式太阳能热发电系统的重要子系统。依托某100 MW熔融盐塔式太阳能热发电站的实际工程参数建立了计算模型,模拟分析了采用不同储热时长及吸热器输出热功率时对熔融盐塔式太阳能热发电站的初投资成本、内部收益率(IRR)和平准化度电成本(LCOE)的影响。模拟结果表明:在项目所在地的太阳能资源条件下,随着储热时长的增加,熔融盐塔式太阳能热发电站的初投资成本将会增大,IRR值呈先增大后减小的趋势,LCOE值呈先减小后增大的趋势。在太阳倍数(SM)为2.6的前提下,模拟得出的最优储热时长为12 h,对应的IRR值最大值为9.07,LCOE值最低可达1.07元/kWh,此时该熔融盐塔式太阳能热发电站具有合理的初投资成本、较高的IRR值和具有竞争力的LCOE值。本分析方法对熔融盐塔式太阳能热发电站储热系统的初步优化设计具有参考价值。

塔式太阳能热发电站用定日镜研究

针对塔式太阳能热发电系统研制了一种定日镜。首先建立了定日镜的模型,简述了其构成及参数,其主要由控制系统、传动机构、支撑结构、反射镜面等构成。介绍了定日镜的总体方案,并对定日镜的系统的手动模式、自动模式、其他控制模式进行详细讲解。阐述了控制系统的控制原理和传动机构构成,并对定日镜安装之后现场的面形调整进行详细的介绍,以使得聚光性能达到预期目标。叙述了定日镜跟踪准确度测试系统的组成及方法,其采用了非接触式视觉检测方法,并对定日镜进行跟踪精确度测试。通过调整CCD相机光圈、焦距、放大倍率、俯仰及方位角度可使目标靶充满相机的整个视场。设计的定日镜跟踪精确度值较高,通过18612个采样点数据的统计,在4~11 m/s风速下跟踪准确度达到3.5 mrad的概率高于97%。

世界首座商业化运营的太阳能塔式热发电站

化石能源价格，特别是石油价格的高位运行，推动了世界各国对新能源的开发利用。太阳能作为一种重要的可再生能源，对其开发和应用已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。目前，我国已在太阳热能取暖、热水供应系统和太阳能光伏发电方面取得了显著的成绩。而在阳光充裕的地区，太阳能热发电也是一个备受关注的研究领域。

塔式太阳能热发电站单塔最优装机容量分析

针对塔式太阳能热发电站不同技术路线及不同装机规模,采用全寿命周期光热电站经济分析方法,建立电站经济性对比分析模型。从电站所在地光资源及电站设备成本两维度分析,研究塔式太阳能热发电站单塔最优装机容量的变化情况,以及储能时间对单塔最优装机容量的影响。分析结果表明,塔式太阳能热发电站单塔最优经济性装机容量随着光照资源的提升或设备成本的降低而增加,随着储能时间的增加而减小。

塔式太阳能热发电站防雷及接地检测技术研究

本文针对塔式太阳能热发电站,介绍了防雷类别划分、雷电防护技术与接地情况,并从直击雷防护、防雷电波侵入和接地装置特性参数3个方面对塔式太阳能热发电站防雷检测内容、检测项目及结果判定等进行探讨,提出了塔式太阳能热发电站防雷检测应注意的一些问题。

以熔盐为载热体的塔式聚光式太阳能发电站

在所有太阳能热发电技术中，塔式聚光式太阳能发电站工作温度最高，且具有较高发电效率。与直接利用汽／水为工质的系统相比，熔盐作为载体，可使集热和发电相对独立，并且提高了电站的发电能力，使仅利用太阳能或低化石燃料比成为可能。这些优势以及西班牙在太阳能热发电方面的激励政策，推动了SENER公司建设17MWe SolarTRES项目。这是熔盐热载体塔式聚光式太阳能热发电的第一次商业化，有利于巩固该技术，并在未来更大容量太阳能发电领域中得以应用。本文介绍了Solar TILES示范项目基本理念，回顾Solar TWO项目试验经验，SENER公司和CIEMAT研究中心依据西班牙太阳能热发电技术规范所开展的设计创新。

塔式太阳能聚热发电站建设关键技术研究与应用

本文以DUBA GREEN集成太阳能联合循环电厂项目为例,从电站建设角度对光电设备制造、运输、安装的关键技术难点进行分析,提出切实可行的解决方案,可为国内同类型工程的施工提供参考或借鉴。

亚洲首座兆瓦级太阳能塔式热发电站2009年投入使用

亚洲首座兆瓦级太阳能塔式热发电站将落户八达岭镇。2010年建成并网后，年发电量将达到2．7×10^7kW·h，可满足1000余户家庭一年的用电需求。该项目在1．4×10^5m^2的土地上将建成100面定日镜，其收集的太阳光反射聚集到太阳能吸热塔的吸热器里，热能通过加热水产生蒸汽，作为动力发电。根据规划，明年年初电站将开工建设太阳能综合实验室和100m高的太阳能吸热塔，其中太阳能吸热塔是北京地区长城以外最高的建筑物，建筑风格与八达岭景区的风貌浑然一体，

住房和城乡建设部关于发布国家标准《槽式太阳能光热发电站设计标准》的公告

现批准《槽式太阳能光热发电站设计标准》为国家标准,编号为GB/T51396—2019,自2020年6月1日起实施。本标准在住房和城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。