国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

一、已投產塔式電站實際表現

第一(yi)批(pi)塔式光(guang)熱電(dian)站(zhan)投產(chan)基本已在5年以上(shang)，但部分項目的(de)實(shi)際發電(dian)表現與設計(ji)值(zhi)依(yi)然偏離(li)很(hen)大。根據《中國太陽能熱發電(dian)行業藍皮書》、CSPPLAZA等公(gong)開信息，投運塔式光(guang)熱的(de)發電(dian)信息如下：

從(cong)上表可以看出(chu)，在(zai)長(chang)達(da)五年甚至更長(chang)的性(xing)能(neng)爬坡期后，除德令哈外(wai)，第一批(pi)塔式電站的實(shi)際表現與(yu)設(she)計(ji)數據(ju)仍(reng)相去甚遠，達(da)產率(lv)(lv)普遍(bian)低于(yu)60%。本文將從(cong)非技(ji)術因(yin)素對(dui)塔式電站發電量和(he)效率(lv)(lv)的影響角度來刨析這個問題，希(xi)望對(dui)業主和(he)勘查設(she)計(ji)單(dan)位進(jin)一步保障塔式項目投資收(shou)益能(neng)有所助(zhu)益。

塔(ta)式項(xiang)目(mu)的(de)技術特點決定了其性能(neng)非常容易受場址環(huan)境(jing)條(tiao)件的(de)影響。當場址風、云、沙塵、大氣通(tong)透(tou)度等環(huan)境(jing)條(tiao)件比較惡劣(lie)時，塔(ta)式電站(zhan)的(de)實際出力將寬幅震(zhen)蕩，這就造成了場址環(huan)境(jing)條(tiao)件較差的(de)項(xiang)目(mu)有時單日(ri)發(fa)電量單月發(fa)電量表現不錯，但全(quan)年(nian)下來就難以達產(chan)。

二、高風速對塔式吸熱器散熱的影響

圖1塔頂吸熱器的主(zhu)要散熱形式

與線聚焦光熱(re)(re)技術采用(yong)的(de)(de)真空集(ji)熱(re)(re)管不(bu)同，目前塔(ta)式(shi)電站(zhan)主流(liu)(liu)采用(yong)外露管式(shi)吸熱(re)(re)器(qi)，可接收360范圍內(nei)的(de)(de)太陽輻射，有利于鏡場大(da)規(gui)模布置。但外露管式(shi)吸熱(re)(re)器(qi)的(de)(de)反射、輻射及對(dui)流(liu)(liu)散熱(re)(re)造成的(de)(de)能(neng)量損失(shi)很大(da)，熱(re)(re)效(xiao)率低。當環(huan)境(jing)風(feng)(feng)速(su)增加時(shi)，對(dui)散熱(re)(re)的(de)(de)影(ying)響尤為明顯。因風(feng)(feng)速(su)跟高度呈一(yi)定的(de)(de)指數關系，在地面(mian)風(feng)(feng)速(su)一(yi)定時(shi)，實際(ji)的(de)(de)散熱(re)(re)還會(hui)受到塔(ta)高的(de)(de)影(ying)響。根據GB/T 50009-2012，

其中，

為吸熱器中心風速；

為(wei)參考高(gao)度（10米）風速(su)；

為(wei)參考(kao)高度（10米(mi)）；

為吸熱器中心標高；

為(wei)地面(mian)粗糙度指數(shu)，取值0.12-0.30；

如(ru)地面(mian)粗糙度為(wei)0.15時，250米高(gao)度風速為(wei)10米高(gao)度風速的1.62倍。

圖2塔頂吸熱器熱損失(shi)隨風(feng)(feng)速（10m風(feng)(feng)速）變化情況(kuang)

上表為按(an)照某100MW塔(ta)式光熱(re)(re)模型測算結(jie)果，以10米高(gao)風(feng)(feng)速(su)2m/s的(de)總散(san)熱(re)(re)量作為基(ji)準值(zhi)（100%）。隨(sui)著(zhu)風(feng)(feng)速(su)的(de)增(zeng)加(jia)，對(dui)流(liu)換(huan)熱(re)(re)部分帶來的(de)熱(re)(re)損(sun)(sun)失快速(su)增(zeng)加(jia)。在風(feng)(feng)速(su)提高(gao)到(dao)10m/s時，對(dui)流(liu)換(huan)熱(re)(re)損(sun)(sun)失大約變為2m/s時的(de)3倍(bei)，總熱(re)(re)損(sun)(sun)變為1.76倍(bei)。風(feng)(feng)速(su)提高(gao)到(dao)20m/s時，總散(san)熱(re)(re)變為2.68倍(bei)。按(an)照100MW汽機(ji)所需(xu)熱(re)(re)量230MWt算，在12m/s時散(san)熱(re)(re)相對(dui)于該熱(re)(re)量的(de)比(bi)值(zhi)已(yi)超過30%（上述測算未合并考慮風(feng)(feng)速(su)致反射光斑偏移(yi)對(dui)吸熱(re)(re)塔(ta)接收有(you)效能量的(de)影(ying)響）。

圖3兩(liang)典型區(qu)域DNI&gt；0時段對應風(feng)速情況

在DNI&gt；0時(shi)，哈(ha)密地(di)(di)區(qu)風速低(di)于(yu)5m/s的(de)時(shi)段僅(jin)占41%，而高于(yu)10m/s的(de)時(shi)段接(jie)近30%。相對地(di)(di)，右圖德令哈(ha)地(di)(di)區(qu)86%時(shi)段風速低(di)于(yu)5m/s，高于(yu)10m/s的(de)時(shi)段僅(jin)為1%。顯而易見，僅(jin)從散熱(re)角度考(kao)慮(lv)，哈(ha)密對應(ying)區(qu)域對建設和運行塔(ta)式(shi)電(dian)站非常(chang)不利。

三、高風速對塔式攔截率的影響

圖4風載下(xia)反射光(guang)斑(ban)偏移理想位置示意圖

塔式定日(ri)(ri)鏡(jing)(jing)與吸(xi)(xi)熱器分別獨(du)立安裝，且反射(she)光(guang)程較(jiao)長，定日(ri)(ri)鏡(jing)(jing)的(de)承擔將太陽光(guang)反射(she)到吸(xi)(xi)熱器的(de)責任，當定日(ri)(ri)鏡(jing)(jing)反射(she)光(guang)斑完(wan)整(zheng)投射(she)到吸(xi)(xi)熱器上時，攔(lan)截率最高，光(guang)熱效率也最高。光(guang)斑誤差(cha)是多個因(yin)素綜(zong)合影響的(de)結果，這(zhe)些因(yin)素包括定日(ri)(ri)鏡(jing)(jing)面型精(jing)度、安裝精(jing)度、跟蹤(zong)精(jing)度、地基移動、大氣折(zhe)射(she)和吸(xi)(xi)熱塔擺動等因(yin)素影響。

隨(sui)著(zhu)(zhu)單體商業化電站規(gui)模的增加(jia)，吸(xi)熱(re)塔的高度(du)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高，且向(xiang)著(zhu)(zhu)自振(zhen)頻率低、阻尼(ni)小(xiao)(xiao)的方向(xiang)發展(zhan)。吸(xi)熱(re)塔長細比越(yue)(yue)大，其Scruton數(shu)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，在風載(zai)荷作用(yong)下極易產生大幅度(du)振(zhen)動還可能造(zao)(zao)成(cheng)塔體結(jie)構損傷(shang)。事實上，高聳結(jie)構因渦激振(zhen)動而(er)造(zao)(zao)成(cheng)疲勞(lao)或強(qiang)度(du)破壞的現象時有發生。目前，對吸(xi)熱(re)塔進(jin)行風振(zhen)響應(ying)特性與減振(zhen)控制的研究(jiu)還很(hen)少(shao)見。

對定(ding)日鏡，風壓(ya)會造(zao)成其型面變(bian)形改變(bian)反射(she)(she)光斑的(de)形狀(zhuang)，同(tong)(tong)時(shi)也會引(yin)起入射(she)(she)光法線的(de)偏(pian)移，從而使(shi)反射(she)(she)光斑的(de)投射(she)(she)位(wei)置出現偏(pian)差。目前，如何在不(bu)同(tong)(tong)的(de)風速(su)、風向條件下，對集(ji)熱(re)場數(shu)萬個(ge)不(bu)同(tong)(tong)姿態的(de)定(ding)日鏡進行整體流(liu)場模擬(ni)分析以確定(ding)每個(ge)定(ding)日鏡的(de)形變(bian)量和形變(bian)方向是世界性難題。

風(feng)載對吸(xi)熱塔和定(ding)日鏡(jing)的(de)(de)影響，經過長距離(li)光程的(de)(de)放大(da)(da)后，為定(ding)日鏡(jing)正確對焦造成(cheng)了很大(da)(da)困(kun)難，會導致出(chu)(chu)現冷熱斑、焦點偏離(li)、溢出(chu)(chu)損失(shi)(shi)等(deng)現象(xiang)。嚴(yan)重情況下，塔式光學攔(lan)截率最(zui)高損失(shi)(shi)可(ke)達(da)100%。在某(mou)些情況下，如不進行關場等(deng)操作，極易出(chu)(chu)現超(chao)出(chu)(chu)溫度允許范圍，熱應力增(zeng)大(da)(da)，損壞吸(xi)熱器的(de)(de)現象(xiang)。

上表可(ke)(ke)以看出，光(guang)程(cheng)1000m，當入射(she)光(guang)法(fa)線偏移(yi)3mrad，反(fan)射(she)光(guang)偏移(yi)可(ke)(ke)達(da)6m，而當光(guang)程(cheng)達(da)到2000m時，誤差(cha)5mard時，偏移(yi)量已(yi)經高(gao)達(da)20m，這個已(yi)經基本(ben)超出了100MW吸熱器的尺(chi)寸。

圖(tu)5 SAM軟件模擬發(fa)電量隨光斑誤差(cha)的變化(hua)趨(qu)勢

為(wei)了(le)更直(zhi)觀的(de)(de)表示光(guang)斑(ban)(ban)誤(wu)差(cha)對發(fa)(fa)電(dian)(dian)量的(de)(de)影(ying)響，利用SAM軟件模擬(ni)了(le)某場址(zhi)100MW塔式光(guang)熱光(guang)電(dian)(dian)效率隨光(guang)斑(ban)(ban)誤(wu)差(cha)的(de)(de)變化情況。在(zai)該模擬(ni)中(zhong)，以光(guang)斑(ban)(ban)誤(wu)差(cha)1.65mrad下的(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)量作(zuo)為(wei)基準(zhun)值；當光(guang)斑(ban)(ban)誤(wu)差(cha)達到4mrad時(shi)，發(fa)(fa)電(dian)(dian)量較基準(zhun)下降(jiang)20%；5mrad時(shi)，發(fa)(fa)電(dian)(dian)量較基準(zhun)下降(jiang)幅(fu)度為(wei)30%。在(zai)目前設計(ji)計(ji)算(suan)時(shi)，往(wang)往(wang)只用定日鏡面型精度數值代替光(guang)斑(ban)(ban)誤(wu)差(cha)進(jin)行計(ji)算(suan)，從而極大低估(gu)了(le)實際(ji)性能損(sun)失。

可以預見(jian)，高風(feng)速一(yi)定(ding)會(hui)對(dui)單柱(zhu)展弦式(shi)結構的(de)(de)定(ding)日鏡(jing)(jing)產生擾動偏(pian)差，風(feng)速較(jiao)大時預計(ji)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)(de)校準(zhun)工作也會(hui)受(shou)到影響，在風(feng)電(dian)(dian)出力較(jiao)好的(de)(de)地區(qu)建(jian)(jian)設和運行塔式(shi)電(dian)(dian)站，建(jian)(jian)議在發(fa)電(dian)(dian)量(liang)計(ji)算時一(yi)定(ding)要做好有效DNI范圍內的(de)(de)風(feng)力統計(ji)，并根據不(bu)同型(xing)號定(ding)日鏡(jing)(jing)在不(bu)同風(feng)速下(xia)的(de)(de)變(bian)形(xing)量(liang)測(ce)定(ding)數據對(dui)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)進行科學的(de)(de)折減計(ji)算，避免高估設計(ji)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)導(dao)致運行發(fa)電(dian)(dian)量(liang)偏(pian)離過大。

圖(tu)6受風影響實際(ji)運行(xing)中塔頂吸熱器

四、云遮對塔式運營的影響

云層遮擋(dang)是引(yin)(yin)起太陽直接(jie)輻射驟變(bian)的(de)主要因素。當云層離開或遮擋(dang)太陽時(shi)，會引(yin)(yin)起到達鏡場的(de)DNI發生(sheng)驟變(bian)，由鏡場投射到吸熱器表面(mian)的(de)能量密度也因此發生(sheng)驟變(bian)，對于(yu)以(yi)槽式為代表的(de)模塊化(hua)的(de)線聚焦方式，除(chu)了(le)受云遮引(yin)(yin)起的(de)輻照(zhao)減少影響外，無其他(ta)重(zhong)大影響。

而對于塔(ta)式，這會導(dao)致吸(xi)熱(re)器的內(nei)外表面的熱(re)應(ying)(ying)力發生突變。熱(re)應(ying)(ying)力的突然變化會造成吸(xi)熱(re)器的變形，縮短其使用壽命，嚴重(zhong)時可能直接造成吸(xi)熱(re)器的破裂(lie)和損(sun)壞。

因此(ci)，需(xu)要(yao)超短期云層預測(ce)才能(neng)夠滿(man)足(zu)塔式光(guang)熱電站的(de)運行要(yao)求，目前這點(dian)很難做到。如(ru)果能(neng)提(ti)前預測(ce)出云層的(de)變化，就可以在DNI驟變前提(ti)前撤去(qu)一部分(fen)定日(ri)鏡，防止出現云層突然離(li)開造成(cheng)鏡場(chang)能(neng)量突升，對(dui)吸熱器造成(cheng)沖擊的(de)情況，直到云層完(wan)全離(li)開太陽后，再重新投入鏡場(chang)。

圖7塔式(shi)有云日棄光情(qing)況（來源：CPC2017杭州光熱(re)大會浙江中控）

根據(ju)(ju)業內公開的(de)研(yan)究(jiu)數據(ju)(ju)，由于塔式光(guang)熱電站的(de)特性，在有云天氣運行策略下，日(ri)棄(qi)光(guang)率達28%。

圖8多云天(tian)氣下的塔(ta)式(shi)(shi)和(he)槽式(shi)(shi)

擬建項(xiang)目地區氣象(xiang)站(zhan)有時候很(hen)難準確反(fan)映某個項(xiang)目所在位置的(de)(de)氣象(xiang)情況。如不提前對電站(zhan)場(chang)址進行(xing)較長(chang)期的(de)(de)微觀的(de)(de)氣象(xiang)數據實(shi)測(ce)和采集，科學的(de)(de)評估云遮待(dai)機(ji)工(gong)況對實(shi)際(ji)可用DNI的(de)(de)影響(xiang)，塔式電站(zhan)的(de)(de)設(she)計發電量(liang)和實(shi)際(ji)可能會(hui)出現很(hen)大偏差(cha)。

五、大氣通透度對塔式光程衰減的影響

太陽光(guang)(guang)(guang)在大氣(qi)中(zhong)傳播過程(cheng)(cheng)中(zhong)，由(you)于(yu)灰塵(chen)、顆粒(li)物、氣(qi)溶膠、空氣(qi)濕度(du)等客觀存(cun)在的(de)因(yin)素(su)，太陽光(guang)(guang)(guang)強度(du)會(hui)隨著(zhu)光(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)的(de)增加而逐漸(jian)衰減(jian)，因(yin)此能夠(gou)到達吸熱元件的(de)有效太陽光(guang)(guang)(guang)能量(liang)與反射鏡面(mian)到吸熱元件的(de)光(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)長度(du)、當地大氣(qi)通透度(du)有著(zhu)密不可分的(de)聯(lian)系(xi)。

圖9西班牙阿爾梅里亞(ya)測試平臺塔式電站的晴天(tian)和霧天(tian)

槽式(shi)光(guang)熱電(dian)站和線性菲涅爾(er)的反射(she)(she)光(guang)程短，反射(she)(she)鏡面到(dao)集(ji)熱管的距離(li)(li)僅數米或十幾米；而在塔(ta)式(shi)光(guang)熱電(dian)站中，定(ding)日鏡反射(she)(she)面到(dao)塔(ta)頂吸熱器(qi)之(zhi)間(jian)的距離(li)(li)一(yi)般為200到(dao)2000米，反射(she)(she)光(guang)程最長。

圖(tu)10大(da)氣通透度和光程對入射光衰減的(de)影響（來(lai)源：2023中國太陽能熱(re)發(fa)電大(da)會(hui)龍騰光熱(re)）

根據上圖公開的(de)研(yan)究信息，塔(ta)式的(de)性能(neng)受(shou)光(guang)程和大氣通透度影響很大。能(neng)見度23km時，光(guang)程2000m的(de)衰(shuai)減(jian)(jian)接近25%；當能(neng)見度為5km時，光(guang)程500m的(de)衰(shuai)減(jian)(jian)已(yi)超過25%，光(guang)程2000m的(de)情況下光(guang)程衰(shuai)減(jian)(jian)接近56%.

因此，當項目廠址位于沙漠、戈壁灘、荒地(di)或(huo)風較大(da)的地(di)區時(shi)，大(da)氣通(tong)透度對反射光程最長的塔(ta)式(shi)電(dian)(dian)站(zhan)影響(xiang)最大(da)，實(shi)際到達塔(ta)頂(ding)吸熱(re)器(qi)的太陽光能量衰(shuai)減(jian)更高，這種衰(shuai)減(jian)將嚴重影響(xiang)塔(ta)式(shi)電(dian)(dian)站(zhan)的發電(dian)(dian)量表現。

六、運行可靠性

國際上商業化塔式電站(zhan)投(tou)運后均出(chu)現(xian)了(le)質(zhi)量(liang)問題(ti)，塔式電站(zhan)最易出(chu)現(xian)運行故障(zhang)(zhang)的是塔頂(ding)吸熱(re)器與高溫儲熱(re)罐，國際上有多個電站(zhan)出(chu)現(xian)此故障(zhang)(zhang)，直(zhi)接導致(zhi)電站(zhan)停運。

美國Crescent Dunes(新月沙丘)熔(rong)鹽塔式電(dian)站(zhan)，2015年(nian)11月正(zheng)式投(tou)運，因設備故障投(tou)運后(hou)8個月發(fa)(fa)(fa)電(dian)連續性(xing)差，發(fa)(fa)(fa)電(dian)量低，2016年(nian)10月-2017年(nian)7月熔(rong)鹽儲罐泄(xie)露導致長(chang)時間停(ting)機維修。2019年(nian)4月，熔(rong)鹽罐再次出現問題，最后(hou)一次發(fa)(fa)(fa)電(dian)，電(dian)網終止(zhi)電(dian)站(zhan)上網。

美國的Ivanpah塔式電站，2016年5月(yue)定日鏡(jing)聚焦的強大光束(shu)偏光點著了塔頂線纜及管道，導致著火，吸熱塔停(ting)運。

西班牙Gemasolar熔鹽(yan)塔式電站，2016年底，熔鹽(yan)儲罐基礎(chu)及罐底損壞(huai)導致長時間停運維修。

近(jin)年投運的摩(mo)洛哥NoorⅢ塔式(shi)光熱太陽(yang)能電站同樣出(chu)現(xian)了熔鹽(yan)罐泄露問題。

圖11吸熱器故障

塔式(shi)高溫罐熔鹽溫度高達560℃，熔鹽罐材(cai)質為不(bu)銹(xiu)鋼，在施(shi)工過(guo)程(cheng)中(zhong)，焊接及熱(re)處理要求高、室外環境(jing)對焊接品質影響大。在運行過(guo)程(cheng)中(zhong)，大風多(duo)云(yun)天氣，塔頂(ding)吸熱(re)器(qi)受熱(re)面溫度不(bu)同(tong)，出口集熱(re)溫度不(bu)穩定，造成熱(re)鹽罐頻(pin)繁受冷熱(re)沖擊而導致損壞。

可靠性(xing)是(shi)由各自技術(shu)特點決定的，不同于使(shi)用真空結構集熱管(guan)的槽式、線菲(fei)，塔式光熱發(fa)電系統吸熱裝置裸露在大氣(qi)中，吸熱器表面溫(wen)度(du)會劇烈交變而產生(sheng)疲勞，使(shi)得(de)其性(xing)能對(dui)外部環境如溫(wen)度(du)、風速變化很敏感。

在初期設(she)計(ji)階(jie)段，對設(she)備可用率的估算不足，也是造成設(she)計(ji)值(zhi)與實(shi)際值(zhi)發生較大偏差的重要原因(yin)。

七、小結

綜(zong)合以上(shang)分析，目(mu)前采用(yong)的(de)(de)(de)熔(rong)鹽塔(ta)式(shi)(shi)技術由于其(qi)自身(shen)技術特點(dian)的(de)(de)(de)原因(yin)，其(qi)實際(ji)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量受廠址自然環境因(yin)素影響很大，集熱效率和發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量的(de)(de)(de)偏離幅度(du)可(ke)以達到40%-50%。建議塔(ta)式(shi)(shi)項(xiang)目(mu)業主和設計(ji)單位在可(ke)行(xing)性研階段應(ying)該落(luo)實微觀選(xuan)(xuan)址研究工作(zuo)，獲取地(di)面風(feng)速(su)、高空風(feng)速(su)、空氣可(ke)見度(du)、空氣濕度(du)、云遮時段累計(ji)等關鍵(jian)邊界條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)實測數(shu)(shu)據并(bing)進行(xing)科(ke)學統(tong)計(ji)，在發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量計(ji)算(suan)過(guo)程中引入這(zhe)些參數(shu)(shu)科(ke)學評(ping)估(gu)(gu)影響，以得到較為可(ke)信的(de)(de)(de)設計(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量。在廠址條(tiao)件(jian)較差的(de)(de)(de)沙戈(ge)荒地(di)區(qu)，微觀選(xuan)(xuan)址數(shu)(shu)據不(bu)完(wan)整的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，對塔(ta)式(shi)(shi)電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量預(yu)估(gu)(gu)不(bu)應(ying)該過(guo)于樂觀，按常規測算(suan)的(de)(de)(de)60%-70%來設定塔(ta)式(shi)(shi)項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)可(ke)研發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量或許更(geng)符合實際(ji)情(qing)況(kuang)。從1996年(nian)全球(qiu)第一座(zuo)熔(rong)鹽塔(ta)式(shi)(shi)電(dian)(dian)站(zhan)投(tou)產至(zhi)今(jin)，熔(rong)鹽塔(ta)式(shi)(shi)技術已經走過(guo)了近30年(nian)的(de)(de)(de)歷(li)史，科(ke)學的(de)(de)(de)認(ren)識這(zhe)項(xiang)技術的(de)(de)(de)優勢和缺陷(xian)，推動勘察(cha)設計(ji)和運(yun)行(xing)技術的(de)(de)(de)改善(shan)，科(ke)學的(de)(de)(de)進行(xing)項(xiang)目(mu)選(xuan)(xuan)址和發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)量評(ping)估(gu)(gu)，才能(neng)促進這(zhe)項(xiang)技術和產業長(chang)期健(jian)康(kang)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展。