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【干货】储能型菲涅尔技术的多元化选择

导读: 从单一走向多元,似乎是事物发展的必经过程,光热发电行业亦是如此,经过三十余年的发展演变,其技术路线呈多样化发展。法国CNIM集团旗下公司SUNCNIM日前开工建设了一个9MW的水工质菲涅尔项目,配4小时储能,不同的是,其并未选用最为常见的熔盐工质作储热介质,而是选择了水蒸气储热。

  而在此之前,SUNCNIM曾在为期不到一年的时间里建设了一个装机规模达1MW的菲涅尔示范项目。“我们从2009年开始着手进行此项目的设计工作,于2010年收到CNIM集团的正式决定开始项目建设。由于集团原本具备机械及热力工程方面的技术人员,因此我们能很快建成这个项目,”Christophe说。

  菲涅尔技术的另外两个流派

  虽然当前全球已建成的菲涅尔商业化电站均为水工质电站,但其并未配备储热系统,如果要配置储热系统,采用水蒸气储热是最好的选择吗?事实上,SUNCNIM目前也正在研究熔盐传储热技术,该公司认为当光热发电达到一定的规模后,熔盐应该是更合适的传储热介质。但比起推销先进的理念,他们更愿意坚持更成熟安全的技术方案。这也是SUNCNIM为何现阶段尚未采用熔盐储热的一大原因。

  而这也从侧面印证了水蒸气储热并非一个好的选择。现阶段,更多菲涅尔的拥趸们在尝试采用熔盐直接菲涅尔熔盐直接传储热(DMS)技术开发项目,另外也有以北京兆阳光热技术有限公司(以下简称“兆阳光热”)为代表的公司另辟蹊径,采用水工质传热,固态混凝土储热。在储能越来越成为必须的当下,这成为了储能型菲涅尔技术的另外两个流派。

  在海外,德国Frenell公司是DMS这一技术流派的绝对支持者,其宣称这一技术可实现长达15小时的储热时长,进而帮助光热电站有效降低在进行基荷发电时的发电成本,使每千瓦时的成本降低至5~7美分。

  而Frenell的前身Novatec太阳能公司曾和熔盐厂商BASF合作建设了一个装机1.4MWe的熔盐菲涅尔光热发电示范系统。该系统的实际运行表现似乎也成为了Frenell力推熔盐菲涅尔技术的信心所在。

  Frenell项目工程师AntonHoffmann介绍说,“我们选用熔盐作为传热介质,系统的整体工作温度会提升至550摄氏度左右,这样一来,就能搭配运用先进的再热朗肯循环蒸汽涡轮机,使电站的发电效率得到显著提升。”

  而在我国首批示范项目中,兰州大成科技股份有限公司(以下简称“兰州大成”)在敦煌的50MW熔盐菲涅尔光热发电示范项目也采用了DMS技术,储热时长13小时。

  兰州大成市场经理范玉磊表示,“线性菲涅尔技术与塔式技术的发展思路相同,其电站应用从一开始的水工质演变到现在的熔盐工质,目的都是为了达到更高的集热温度,从而达到更高的集热效率;对比塔式水工质和熔盐工质可以发现,水工质最大的问题在于储热难。熔盐工质的储热温度更高,储热方案也更成熟,另外熔盐本身作为储热材料也比较稳定,更容易控制,所以我们还是选择熔盐集热、传热、储热的方案。”

  “但有一点可以肯定,我们认为无论是选用水工质还是熔盐工质,采用统一的工质集热和储热相对更好,这样避免了中间的换热环节,进而能够节省成本,降低技术要求。”范玉磊说。

  作为张家口的两个50MW水工质菲涅尔光热示范项目的技术供应方,兆阳光热虽然依旧采用水作为传热工质,但其并未向SUNCNIM那样采用水蒸气储热,兆阳光热采用了创新型的固态配方混凝土储热技术,两个项目的储热时长均高达14小时,在光热发电的历史上,这是混凝土储热技术商业化应用的第一次,也是菲涅尔DSG+储能技术商业化应用的第一次。

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