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CSPPLAZA光熱發電網訊：在(zai)塔式光(guang)熱發電系統中(zhong)，占整體(ti)造價(jia)約50%的定日鏡(jing)系統如果(guo)不能精確(que)對準則(ze)會嚴重影(ying)響電站性能。對于大型塔式光(guang)熱電站來說(shuo)，由(you)于定日鏡(jing)與吸熱塔間距(ju)較遠(yuan)，其校(xiao)準問題則(ze)顯得(de)更加(jia)重要。

以美國知(zhi)名光熱(re)電(dian)站、裝(zhuang)機(ji)377MW的(de)(de)Ivanpah塔(ta)(ta)式電(dian)站為(wei)例，自2014年投(tou)運(yun)以來，由于污垢和風暴(bao)引(yin)發的(de)(de)定(ding)日鏡聚焦問題導致(zhi)該電(dian)站在投(tou)運(yun)前兩年沒有達到(dao)發電(dian)目標。2016年，因(yin)為(wei)定(ding)日鏡聚焦失(shi)誤甚至曾引(yin)起一(yi)座吸熱(re)塔(ta)(ta)發生(sheng)火災，并嚴重影響(xiang)該電(dian)站當(dang)月(yue)發電(dian)量。

為了(le)解決定(ding)日(ri)鏡聚焦問題，來(lai)自歐(ou)洲(zhou)和(he)美國(guo)的一(yi)些海外相關研發團隊正在通過使用(yong)最新的攝像機和(he)自動化(hua)(hua)技(ji)術與產品(pin)來(lai)開發可自動校準的定(ding)日(ri)鏡系統，部分產品(pin)有望(wang)在一(yi)年內實現商(shang)業(ye)化(hua)(hua)應用(yong)。

相關科研人員(yuan)表示，采(cai)用自動校準定日鏡系統將可以帶來多重好處，可以有效降低光熱發(fa)電成本、縮短鏡場施工(gong)周期(qi)并(bing)擴大選(xuan)址(zhi)范(fan)圍。

圖：正在測試的(de)海外自(zi)動校(xiao)準定日鏡系統(tong)

有效降低光熱系統成本

據(ju)悉，耗(hao)費220萬美元(yuan)、由西班牙Tewer Ingenieria主導的歐洲PHOTON項目(mu)目(mu)前已(yi)成(cheng)功將自我校準技(ji)術集成(cheng)到(dao)一個新的定日鏡設計(ji)中。

Tewer和ACCIONA Industrial、Aalborg CSP和現代電子技術公司(si)等合作伙伴聯合開發了一(yi)種定日鏡(jing)復合材料，該(gai)復合材料包(bao)含一(yi)種彎曲(qu)的球形玻璃泡沫夾層(ceng)(ceng)，該(gai)夾層(ceng)(ceng)可有效緩解(jie)阻塞(sai)問題(ti)和溫(wen)度引起的校(xiao)對失準問題(ti)。

與(yu)(yu)目前定(ding)日(ri)鏡(jing)(jing)系(xi)(xi)統可達到2mrad偏(pian)差的較先進水平相比，Tewer等(deng)研發(fa)的定(ding)日(ri)鏡(jing)(jing)系(xi)(xi)統實(shi)現(xian)了0.6mrad偏(pian)差。同時，研發(fa)團隊還(huan)將該(gai)技術(shu)與(yu)(yu)由(you)光伏(fu)電池供電的自(zi)主無線通信(xin)系(xi)(xi)統相結合，可實(shi)現(xian)自(zi)我校(xiao)準(zhun)功能。

Tewer項目(mu)工(gong)程師(shi)Jose M.Blazquez-Serrano表示，定(ding)日(ri)鏡可以通過內置(zhi)傳感器來(lai)記錄其跟蹤太陽的合適運動(dong)軌跡，同時因采用光伏供電(dian)，該系統去掉(diao)了定(ding)日(ri)鏡區域大量基礎(chu)制作、溝渠挖(wa)掘和線纜布置(zhi)工(gong)作，大大降低了系統成本(ben)。

Jose M.Blazquez-Serrano補充道，根據(ju)建模數據(ju)，ACWA電力公(gong)司在南非開(kai)發(fa)的(de)裝機100MW的(de)Redstone項目若采用(yong)該技術，定日鏡系統可減(jian)(jian)少(shao)29.7%資本(ben)支出，減(jian)(jian)少(shao)8.8%運(yun)營支出，整(zheng)體LCOE（平(ping)準化度電成本(ben)）可減(jian)(jian)少(shao)11.9%。

可配套較低成本的定日鏡產品

同時，西班牙(ya)集團CENER和IK4-TEKNIKER則聯合開發了一(yi)種可(ke)擴展(zhan)的定日鏡校(xiao)準系統，該系統可(ke)在“不到一(yi)小(xiao)時”內識(shi)別聚焦(jiao)偏差(cha)并重(zhong)新校(xiao)準。

該(gai)系統將攝像(xiang)機連接在一個低成本(ben)的(de)定日鏡上(shang)，并指向幾個放置在已知位置的(de)目標，使攝像(xiang)機能(neng)夠比較(jiao)實際位置和預期位置。這個過程(cheng)在幾個位置重復，以(yi)產生(sheng)數(shu)據，使定日鏡能(neng)夠修(xiu)改跟蹤命令(ling)。該(gai)程(cheng)序(xu)可以(yi)自動化，因此不需要人(ren)工交互(hu)。

據了解，采用(yong)自(zi)動校準方案(an)后，系(xi)統可(ke)降低對定日鏡產品的(de)要求，以便開(kai)發商采購相比(bi)目前成本更低的(de)定日鏡產品，因(yin)此將大(da)大(da)節約費用(yong)。

據IK4-TEKNIKER方(fang)面介紹，經測試(shi)該校(xiao)準系統精度可實(shi)現優于(yu)0.25mrad，加上所需硬件最終(zhong)造價(jia)將低(di)于(yu)目前(qian)同(tong)類(lei)產品。目前(qian)該系統已經在幾個定日鏡上得到(dao)了驗證，相關合(he)作伙伴希望與供應商合(he)作，進一步開發出商業化和集成化的解決方(fang)案。

無獨有偶，在比爾蓋茨的支持下，來自(zi)美國的初創公(gong)司Heliogen也成功開發出一(yi)種基于“閉環”算法的自(zi)動定(ding)日鏡(jing)校準系統(tong)，即(ji)使配套(tao)低(di)成本的定(ding)日鏡(jing)系統(tong)，也可(ke)以使系統(tong)整(zheng)體性能達到最優。

據介紹，該(gai)技術(shu)使用攝像機(ji)和先進(jin)的計(ji)算機(ji)視(shi)覺軟件(jian)，以更精(jing)確地校準定日鏡，提高聚光效率。測試表明，定日精(jing)度(du)提升后(hou)可以實現(xian)1000℃以上的系(xi)統(tong)溫度(du)。

Heliogen公司業務(wu)開(kai)發和產品副(fu)總裁Fatimah Bello表示：“因為(wei)閉環控制(zhi)(zhi)器可以校(xiao)正(zheng)開(kai)環控制(zhi)(zhi)器難以或(huo)不可能校(xiao)正(zheng)的非線性和其他制(zhi)(zhi)造缺(que)陷，我(wo)們可以通過一個相對(dui)低成本的驅動系統實現(xian)高跟(gen)蹤精(jing)度(du)。”

大大縮短建設周期

智能的(de)自我(wo)校(xiao)準技(ji)術(shu)可(ke)以通過(guo)同時校(xiao)準大批定日鏡來實現大幅(fu)縮短鏡場建設(she)周期并(bing)降低建設(she)成本的(de)目(mu)標。

Fatimah Bello表示，我們的系(xi)統(tong)消(xiao)除了定(ding)日鏡場(chang)的長(chang)期校準過程——啟(qi)動和運(yun)行定(ding)日鏡場(chang)僅需要幾個小(xiao)時到幾天，而非幾個月。

此外(wai)，自動校準解(jie)決方案還使定日鏡安(an)裝速度更快，安(an)裝成本也(ye)大(da)(da)幅降低。在土建工程(cheng)要求較大(da)(da)，勞(lao)動力價格(ge)較高(gao)的的地區效益則更加(jia)明顯(xian)。

附英文原文鏈接：