太陽(yáng)能熱利用新方式——光煤互補(bǔ)發(fā)電

21世紀(jì)能源結(jié)構(gòu)變革勢(shì)在必行，可再生能源以其取之不盡和清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)將逐漸取代化石燃料，成為世界能源舞臺(tái)上的主角。將太陽(yáng)能與成熟的常規(guī)發(fā)電技術(shù)整合，進(jìn)行多能源互補(bǔ)發(fā)電，可降低開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，有效解決太陽(yáng)能利用不穩(wěn)定和蓄熱技術(shù)不成熟等技術(shù)瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效，低成本地利用太陽(yáng)能，是太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的近中期階段。

結(jié)合我國(guó)煤電為主的具體國(guó)情，研究所開(kāi)展了相關(guān)項(xiàng)目研究，根據(jù)多能互補(bǔ)、品位匹配的原則，將太陽(yáng)能與燃煤火電機(jī)組互補(bǔ)集成，通過(guò)拋物槽式太陽(yáng)能集熱器聚集300℃以下的中低溫太陽(yáng)能，替代燃煤機(jī)組的高壓給水加熱器加熱鍋爐給水，而被替代的高溫、高壓蒸汽抽汽可在汽輪機(jī)中繼續(xù)膨脹作功。由于中低溫太陽(yáng)能與鍋爐給水品位更相匹配，可減少傳熱過(guò)程的不可逆損失，有效增加電站出功。同時(shí)，300℃太陽(yáng)熱能借助先進(jìn)的大規(guī)模燃煤機(jī)組，與高參數(shù)的蒸汽朗肯循環(huán)相結(jié)合，可提升中低溫太陽(yáng)能的作功能力，完成高效熱轉(zhuǎn)功，太陽(yáng)能凈發(fā)電峰值效率可達(dá)24%左右，年平均發(fā)電效率為18%左右，與集熱溫度近400℃的太陽(yáng)能單獨(dú)發(fā)電相比，仍高約4個(gè)百分點(diǎn)，這意味著互補(bǔ)系統(tǒng)單位出功所需太陽(yáng)能集熱面積從單獨(dú)槽式熱系統(tǒng)的6.3m2/kW左右降至5.2-5.8m2/kW，總鏡場(chǎng)投資也相應(yīng)降低8-17%左右。

同時(shí)，相對(duì)單一太陽(yáng)能熱發(fā)電，互補(bǔ)電站的太陽(yáng)能集熱溫度在300℃以下，可采用較為便宜的低聚光比槽式集熱器，有利于進(jìn)一步降低成本，太陽(yáng)能熱發(fā)電的比投資將控制在10000元/kW以下，發(fā)電成本為0.8元/kWh左右，均低于太陽(yáng)能單獨(dú)熱發(fā)電水平，并隨著化石燃料價(jià)格逐漸上漲而顯示出更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外，太陽(yáng)能與火電機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電可使中低溫太陽(yáng)能熱發(fā)電規(guī)模發(fā)展到單臺(tái)容量幾萬(wàn)千瓦，與一座太陽(yáng)能單獨(dú)發(fā)電電站規(guī)模相當(dāng)，因此具有低成本、規(guī)模化開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能資源的潛力。

通過(guò)與常規(guī)火電站結(jié)合，中低溫太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)了“四兩撥千斤”地高效發(fā)電，為滿(mǎn)足我國(guó)大幅提高可再生能源利用率的重大戰(zhàn)略需求，加快太陽(yáng)能熱利用在國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的重要作用，提供了一個(gè)行之有效的新方式。

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