吸熱塔上安裝聚光光伏電池 或可實(shí)現(xiàn)10%的額外電力輸出

:日前，隸屬于美國(guó)能源部的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室表示已找到利用塔式光熱電站吸熱塔區(qū)域內(nèi)散布且未被利用的的太陽(yáng)輻射通量的最佳方案。

據(jù)桑迪亞科學(xué)家Cliff Ho介紹，在塔式光熱電站中，可在吸熱塔（包含吸熱器）的隔熱防護(hù)層以及塔身上覆蓋光伏面板以收集利用多余的太陽(yáng)輻射通量，以此生產(chǎn)更多額外的電力。Cliff發(fā)現(xiàn)，在吸熱塔上覆蓋光伏面板初步估計(jì)可產(chǎn)生約10MW的電力，相當(dāng)于一個(gè)裝機(jī)100MW塔式光熱電站的10%。如果這一設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，則光熱電站自身的廠用電問(wèn)題或可得到有效解決。

以Ivanpah塔式光熱電站為例，其水工質(zhì)塔且無(wú)儲(chǔ)熱的設(shè)計(jì)意味著電站必須多加利用白天的日照，通過(guò)定日鏡將更多的太陽(yáng)輻射聚集至吸熱塔。據(jù)估計(jì)，在Ivanpah光熱電站設(shè)有的三個(gè)吸熱塔中，每個(gè)吸熱塔上有1000平方米的隔熱防護(hù)層區(qū)域（如圖中吸熱器上下方的白色區(qū)域）可供覆蓋光伏面板。

圖：Ivanpah光熱發(fā)電站

這種通過(guò)光伏產(chǎn)生的額外電量可供電廠自身使用，也就是俗稱的“廠用電”，供主要耗電設(shè)備包括泵類以及與定日跟蹤類相關(guān)的用電設(shè)備所用。光熱電站的用電率一般最高可達(dá)到15%（我國(guó)首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目在申報(bào)時(shí)，廠用電率一般控制在10%左右）。

Cliff表示，在定日鏡不直接聚焦于吸熱器時(shí)可采用該方案利用多余的太陽(yáng)輻射通量。由于定日鏡鏡面磨損、失配以及跟蹤誤差的存在，即使是對(duì)準(zhǔn)吸熱器的定日鏡也會(huì)不可避免地出現(xiàn)誤差。在電站待機(jī)狀態(tài)，將定日鏡聚焦于吸熱塔的防護(hù)層位置來(lái)利用光伏發(fā)電，因該位置靠近吸熱器，可在需要發(fā)電時(shí)迅速調(diào)整角度，將太陽(yáng)輻射聚集至吸熱器。

“事實(shí)上，每平方米的吸熱器溢出（由聚光器反射或透射但沒(méi)有到達(dá)吸熱器吸熱面的能量）大約為10-100千瓦。”Cliff補(bǔ)充道，“桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開展此項(xiàng)研究的目的就在使用光伏組件將吸熱器溢出浪費(fèi)的能量轉(zhuǎn)化為可利用的電能。”

在當(dāng)前的商業(yè)化塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目中，可覆蓋光伏組件的面主要是由高溫耐火材料組成的隔熱層，這一隔熱層普遍用于保護(hù)吸熱器以及其他基礎(chǔ)設(shè)施組件，一般在吸熱器上下都有。而Cliff的想法正是在這一隔熱層或者吸熱塔上其他可用表面安裝光伏組件。