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6.全球首个二次反射塔式光热发电示范/商业化项目--阿联酋Masdar二次反射塔式光热发电示范项目/玉门鑫能5万千瓦塔式熔盐光热示范项目
图:阿联酋Masdar二次反射塔式光热发电示范项目
全球首个基于二次反射原理的塔式光热发电示范项目于2010年1月份在阿联酋Masdar建成,装机容量100kWth。项目由全球首个专为可再生能源教育而设立的大学阿联酋Masdar理工学院和日本东京工业大学等单位共同设计,并由日本三井造船株式会社建设完成。
该项目由33套联动的定日镜组成光场系统,集热塔是一种特殊的二次反射塔,塔顶安装二次反射镜,将太阳能二次反射至置于地面的热量接收装置,与传统的塔式热发电的热量接收器的位置完全不同。
定日镜场以三个同心圆的方式排列,每个定日镜系统有前、中、后三面反射镜板组成,前后两个反射镜板又各由14面镜片组成,中间的反射镜板由15面镜片组成。单个镜片的面积为0.2025m²,中间的反射镜板的中心两面镜片的面积较小。单个定日镜系统的总镜面面积为8.5m²,总反射面积为280.5m²。
集热塔塔高20米,上方安装二次反射镜系统,共由45面固定式CR平面镜组成,也以同心圆的方式排列,通过此将太阳能二次反射至置于距水平面2米高处的陶瓷集热器上。
图:玉门鑫能5万千瓦塔式熔盐光热示范项目
全球首个采用二次反射塔式熔盐技术开发的商业化光热电站为中国首批光热示范项目之一——玉门鑫能5万千瓦塔式熔盐光热示范项目。
该项目位于玉门郑家沙窝光热发电示范区,占地面积2.47平方公里,总装机容量为50MW,设计由15个二次反射塔集热模块组成,每个模块的集热功率达17MW,配备时长9小时的储热系统,年发电量预计达2亿kWh。计划总投资约17.9亿元,包括太阳岛、储热系统、动力岛、生产基地和运维基地及配套建设的相关附属设施。
该项目已于2017年6月8日开工建设,目前,该项目1号模块在有序推进中,正在进行二次反射塔网架拼装,塔柱涂刷及定日镜安装工作;同时又启动了2、3、4、5号模块的施工,力争今年年底实现并网发电。
7.全球首个光热发电生物质混合电站--Termosolar Borges电站
图:Termosolar Borges电站
全球第一个光热发电生物质能混合发电站TermosolarBorges电站已于2012年年底并网发电。
该项目投资1.53亿欧元,于2011年3月底开工建设,建设期共持续20个月,总装机58.5MW,其中生物质发电装机36MW,太阳能热发电装机22.5MW,由槽式光热镜场和生物质能锅炉两大部分组成,在白天太阳光照较好的时候主要采用光热发电,在晚间或太阳光照条件不佳的时候主要采用生物质能发电,采用这种互补发电的方式可实现24小时持续发电。
该电站的容量因子为生物质发电15%,太阳能热发电22.4%。年发电量可达101.6GWH,生物质贡献发电量47.3GWH,太阳能贡献发电量44.1GWH,另有燃气辅助贡献发电量10.2GWH。年发电能力可满足27000户普通家庭的日常用电需求,年减排二氧化碳24500吨。
该项目由西班牙ComsaEmte公司和西班牙Abantia集团共同设计建设并持有,槽式光场系统共装配了2688套槽式反射镜系统(共56个回路)。其采用水冷系统,同时配备了一定量的天然气用于光场系统的辅助加热。
8.全球首个商业化光热地热混合电站--美国Stillwater地热光热混合发电项目
图:Stillwater光热地热混合电站
美国Stillwater地热光热混合发电项目是全球首个地热和光伏、光热两种太阳能发电系统联合运行的混合电站。
该混合电站由意大利国家电力公司旗下的Enel绿色电力公司位于美国的子公司负责建设。该电站通过采用光伏、光热和地热互补发电的形式,可以实现较高的能源使用效率。据项目方介绍,当阳光充裕和气温较高——地热发电系统产能低于平均值的时候,该电站主要依靠光伏和光热发电系统发电。
2009年,Enel北美公司在美国Reno以东75英里,Fallon农牧区和Stillwater国家野生动物保护区的中间区域建造了最初的地热电站。2012年,该地热电站加入了新的太阳能光伏发电系统,2015年又添加了装机17MWth的槽式太阳能光热发电系统。
2016年3月29日,该项目举行了投运仪式。
9.全球首个塔式CSPV示范项目--澳大利亚Newbridge塔式CSPV示范项目
图:建设中的Newbridge示范项目
2015年3月27日,全球首个将光伏发电与光热发电相结合的创新型塔式太阳能发电CSPV示范项目在澳大利亚维多利亚州的Newbridge建成。该项目采用Raygen公司的CSPV技术建设。据了解,该项目共耗资360万美元,其中170万美元由ARENA提供。
和常见的塔式技术一样,其采用定日镜反射阳光至集热塔产生高温热能,聚光倍数为750倍,每一个塔式模块安装一个大小约1平方米的高效聚光GaInP/GaAs/Ge三结太阳能电池,发电功率为200kW。
RayGen的CSPV技术集合了光热发电可廉价存储、光伏发电成本较低的双重优势。750倍的聚光能量照射在高效聚光太阳能电池板上,一平方米的电池板可产出的电能是同等面积的普通电池板的1500倍。
置于塔顶的能量吸收器分为两个部分,上层部分为热量吸收器,主要吸收红外辐射,下层部分为聚光光伏电池板,主要吸收可见光发电。吸收的热量存入储热系统,聚光光伏电池发出的电能用压缩机来压缩空气存入压缩空气罐中,发电时释放压缩空气中的空气驱动空气透平发电,同时利用储热系统加热空气,空气受热膨胀做功,发电效率大幅提升。
10.全球首个沙子工质塔式光热电站--意大利西西里岛2MWth塔式光热电站
全球首个以沙子作为工质的塔式光热电站坐落于意大利西西里岛,该电站装机2MWth,配备786台定日镜,将太阳光通过集热塔上方的二次反射镜,集中于下置的集热器上。其占地面积2.25公顷,日产蒸汽量为20.5吨,每年可减少约890吨的二氧化碳排放量。
该项目的核心技术是STEM,即SolarThermoElectricMagaldi的简写,这是一种基于空气/沙子流化床的太阳能蒸汽发生技术,该项目是首个在MW级规模对STEM进行示范的电站,能够吸收,储存太阳能并将热量转化为电力和其他热能使用。
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