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楊軍峰：優化技術方案以適應中國特殊的自然氣候環境要求
來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 5733查看 | 2016-06-29 11:14:14    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：在中國特殊的自然氣候環境下開發光熱電站，即便擁有足夠成熟的海外技術，仍面臨技術的本土適應性問題，在6月17日召開的中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA2016年會期間，中海陽能源集團股份有限公司光熱總工程師楊軍峰針對這一問題談了他的看法。

　　楊軍峰歸納道，中國適合開發光熱電站的地區普遍具有以下幾個特點：緯度偏高，一般在40度左右，這將導致集熱場的余弦損失比較大；DNI略低，中國適合建設光熱電站地區的DNI值在2000kWh/m2-y左右就很好了，但國外在2500、2600都很普遍；冬季氣溫比較低，最低氣溫可達零下30攝氏度。而國外像西班牙溫度一般都不會到零下，零上10度左右就差不多了，這個和國外差別很大；秋冬季結霜在中國很嚴重，通過實際集熱回路建設過程發現，結霜情況特別嚴重，嚴重影響了集熱效率；此外還有干旱缺水、風速較高等特點。

　　針對中國上述實際的氣候條件，在國外已經經過驗證的技術和產品能否適用，應該注意哪些方面，楊軍峰結合中海陽的光熱項目實際開發經驗給出了一些建議。


　　針對西北地區氣溫較低的實際情況，楊軍峰建議應強化管道、設備的保溫措施，盡可能選用導熱率低的保溫材料，或增加保溫厚度。同時，對儲熱、換熱設備的設計也要充分考慮冬季氣溫低的氣候條件。

　　為了應對干旱少雨的惡劣氣候，汽輪機選型大多要采用空冷形式，同時要采用IEC標準以額定背壓制定汽輪機額定出力，另外汽輪機在夏季可以通過停高加的方法，增大汽輪機出力，達到額定發電功率。

　　至于如何加速除霜，楊軍峰表示，中海陽在反射鏡的背面增加一層深顏色的涂層，在有霜的期間把背面對著太陽，讓太陽光來加熱鏡面，熱量從背面再傳到鏡子正面去，這樣應該是比直接拿鏡面對著太陽，直接讓太陽照射這個霜要化得快一些。

　　談到如何抗風，楊軍峰表示可以通過提高集熱器的抗風能力設計，比如采用扭矩框類型，或在集熱場迎風面的集熱器有必要采用加強型設計。此外，還可以建設擋風墻增加集熱器抗風能力。

　　此外，據楊軍峰介紹，目前中海陽正在積極利用我國光熱電站地址風速高的特點，探索風電輔助的光熱發電技術，可以嘗試用風電加短時儲電提供電站自用電，甚至提供部分輸出電力，以降低光熱發電的成本。

　　下面刊出的是楊軍峰的演講全文：

　　謝謝主持人、謝謝主辦方CSPPLAZA，各位專家同行，大家下午好！我演講的題目是“適應中國特色自然氣候環境的國外光熱發電技術轉化”，說實在這個題目實際是技術含量很高很高的，我在這兒站著有點不自在，因為臺下很多都是我的老師和前輩，他們有很多、豐富的經驗和技術，像哈維爾等都是曾經教過我的老師。

　　但是我也是壯著膽子在這兒嘗試一下把我們公司的一些關于國外技術引進到中國以后，會有哪些變化的幾個觀點跟大家分享一下。

　　大家知道國外的電站確實做得比較多了，比較成熟了，但是中國它會有些中國自然氣候環境的特點，怎么來適應這些特點？怎么做一些最終的優化，把這個電站在中國運行好，這是一個很長很長的路要走的。我這里只是說提出了一些觀點，在以后的實踐中我們接著和大家、和各位同行來接著往下做一些更深入、更具體的研究。

　　今天我演講的就是三部分，第一部分先介紹一下中國適合光熱發電地區自然氣候環境特點，第二部分結合自然環境氣候特點，闡述一下我們國外光熱發電技術轉化的幾個觀點，最后簡要介紹一下我們中海陽光熱業務的情況。

　　這個圖可以看到光照比較好的，適合開發光熱電站的應該是DNI在1800以上、2000左右的地區，在中國比較好的是西藏這邊，西藏由于地形原因、山地比較多，而不太適合做光熱電站，另外電力吸納消化能力也是很弱。實際最終從中國來看，適合光熱發電的地區也就是西北的幾個省，像青海、內蒙、新疆、甘肅、寧夏這幾個。這幾個地區DNI還可以，如果看其他方面的情況就會有些發現，這是我歸納的幾個特點，不一定全，是我一些粗淺的歸納。

　　首先緯度比較高，中國適合光熱發電的西北地區緯度一般在40度左右，40度還要多，實際按照光熱發電的大家以過去國外的經驗來說，應該是在15度到40度之間，所謂的“太陽帶”上建電站是比較合適的，但是咱們的緯度一般都在40度左右。像內蒙那邊就40好幾度了，就很高了。這個問題就帶來了緯度高，它的集熱場的余弦效應比較大，同樣的DNI，緯度高，集熱場實際得熱量就少了。

　　另外一個特點是DNI略低，咱們的DNI在2000左右就很好了，國外在2500、2600都是很普遍的。

　　還有一個特點是冬季的氣溫比較低，我們在甘肅有個項目點，冬季最低氣溫都在負30度。國外的像西班牙，他們一般的都不會到零下，零上10度左右就差不多了，這個和國外差別很大。另外就是干旱缺水。還有就是秋冬季結霜，這個是過去考慮很少的，這個情況在中國很嚴重。我們去年冬天在新疆為別的公司做了一個集熱回路，發現結霜特別地嚴重，嚴重地影響了將來的集熱。到太陽出來以后兩三個小時霜都還沒有化掉，這個可能國外也沒有。我問過一些國外的專家，他們在這方面沒有任何的經驗，他們那兒沒有這個情況。

　　還有一個特點就是咱們的西北地區風比較厲害，風速時間長、最大風速也很高，如果百年一遇的風的話都超過集熱器破壞風速了。

　　我結合剛才幾個特點介紹一下，一個氣溫比較低，我們在管道保溫上采取一些措施，盡可能采取選擇保溫系數好的保溫材料，另外在厚度上可能要比國外的電站要設計得更厚實一些。對儲熱、換熱設備的設計也要充分考慮冬季氣溫低的影響，做好防凍、保護措施，這是一塊。

　　另外，在汽輪機選型，咱們是干旱缺水，選型基本是空冷的項目多，采用空冷之后帶來一些問題，就是夏季的背壓比較大，像我一直很擁護孫院長的觀點，在汽輪機額定功率，怎么定銘牌，要采用國際IEC的標準，我就不要班門弄斧說了，孫院長他們可能更清楚，我們的觀點得支持電規院這方面的（建議），希望業內能達成一個共識。另外，如果按照IEC標準來定額定功率，在夏季的時候怎么辦？夏季發電量怎么能達到這個額定的功率，要采取停高加的辦法來達到一個額定發電量。

　　另外我們還有一個技術上的想法，怎么加速除霜，我們在反射鏡的背面增加一層涂層，我們在原來反射鏡背面增加一層深顏色的涂層，在有霜的期間把背面對著太陽，讓太陽光來加熱鏡子背面，熱量從背面再傳到鏡子正面去，這樣應該是比直接拿鏡面對著太陽，直接讓太陽照射這個霜要化得快一些，這個我們申請了一個專利，下半年我們就開始做試驗，爭取今年冬天的時候能給大家帶來一個好消息。

　　鑒于大風的問題，在集熱器設計上也要考慮抗風的能力，我們比較扭矩管、扭矩框、空間桁架這幾種形式，我們覺得扭矩框的類型抗風能力更強一些，不容易變形，或者說變形也不至于損害，另外擋風墻，或者是迎風面的集熱器做加強型的設計，這個在項目中要充分考慮到。

　　另外一個，結合咱們西北的大風情況，我們也想積極地利用，前面說的幾個都是我們要被動地適應這個問題，我也想了一個怎么積極利用這個風的問題。我們希望做一些用風電，加上短時的儲電來輔助光熱發電的這么一個技術。首先這兒有兩個階段要走，一個是從技術上要做試驗、做優化，從技術上要打通。另外可能要呼吁國家將來如果說技術上沒問題，要呼吁國家相關制定政策的部門支持這個風電加短時儲電輔助的光熱技術。這個應該說是對降低咱們整個光熱發電的成本是有關系的，我們完全可以通過風電+短時儲熱，提供電站自用電，甚至提供部分的電力輸出，這方面都是可以的。

　　下面我再簡要介紹一下我們公司的業務情況吧。中海陽集團是一個上市公司，是以能源互聯網為戰略布局的，主要業務集中在太陽能光伏和光熱的發電系統集成，未來還要做的就是分布式太陽能無線充電站、核心制造，太陽能與化石能源聯合發電這些業務。光熱這塊主要是三大塊，一個是反射鏡，我們在成都禪德生產，還有集熱器，還有槽式光熱電站的EPC，三大塊業務。
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