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我国光热发电技术现状与市场前景分析

  光热发电是指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。早在“十五”期间,中国科学院电工研究所、工程热物理所等科研机构和一些太阳能企业,已开始了光热发电技术的项目研究。目前,我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究,掌握了一批太阳能光热发电的核心技术,如高反射率高精度反射镜、高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等。

  以上三种系统性能比较。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化,其他两种处在示范阶段,有实现商业化的可能和前景。三种系统均可单独使用太阳能运行,安装成燃料混合(如与天然气、生物质气等)互补系统是其突出的优点。

  就几种形式的太阳热发电系统相比较而言,槽式热发电系统是最成熟,也是达到商业化发展的技术,塔式热发电系统的成熟度目前不如抛物面槽式热发电系统,而配以斯特林发电机的抛物面盘式热发电系统虽然有比较优良的性能指标,但目前主要还是用于边远地区的小型独立供电,大规模应用成熟度则稍逊一筹。应该指出,槽式、塔式和盘式太阳能光热发电技术同样受到世界各国的重视,并正在积极开展工作。

  

 

  此外,槽式技术虽然较为成熟,但发电过程需要大量用水;塔式技术也需要大量用水;只有碟式技术发1千瓦时电只需1。4升水,能适应日照时间长的沙漠和戈壁地区,在三种光热发电技术中转化率最高。

  据了解,目前,我国光热发电产业商业化示范项目刚刚起步,打造我国太阳能光热产业链需要解决的问题有很多,比如,要掌握关键零部件技术,并经过商业实践的考核;国内大型发电系统建设和调试缺乏经验,需要与国外企业和专家合作;需要国家出台强有力的扶持政策调动企业的积极性,但业内人士普遍认为,最迫切的重中之重,就是核心设备和关键零部件的国产化研制问题,只有打破这一瓶颈,才能有望从根本上降低太阳能热发电产业的成本,推动太阳能热发电在我国的商业化应用。

  近年来随着世界光热发电市场的爆发式增长,槽式光热发电从系统集成到关键部件制造各个环节,西门子、阿尔斯通、ABB等诸多巨头纷纷涌入,使得槽式光热电站的整体系统以及聚光系统、传热系统、储热系统等各子系统的设计、工程建设、运行维护水平都得到了巨大的提升,聚光组件(SCA)、集热管(HCE)、抛物面反射镜等关键部件形成了相应的行业规范。

  从国内情况来看,槽式光热发电所需的集热管、聚光镜和塔式要用的镜场跟踪系统、集热器等核心设备,都有企业在进行研发,并实现了相关的技术突破,但目前的关键问题是,要从实验室突破到实现商业化量产还有很长一段路要走,诸多问题还需解决。

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