選擇適應(yīng)特殊環(huán)境光熱設(shè)備和運維模式

截至今年4月，在首批20個光熱示范項目中，已經(jīng)有4個示范項目選擇退出。補貼退坡、融資緊張，短短幾個月時間，光熱市場迅速“冷卻”下來。

“在首批光熱示范項目中，目前能夠按原計劃在2018年投運的項目可能只有4~5個，這很可能影響之后的融資與投資。”在“2018中國光熱發(fā)電投資高峰論壇暨光熱電站設(shè)計與設(shè)備選型研討會”上，國家發(fā)改委能源研究所研究員時璟麗指出了當前光熱發(fā)電項目面臨的困境。

業(yè)內(nèi)專家表示，掣肘光熱示范項目進程的因素包含多個方面，首批示范項目進展緩慢，是業(yè)主對光熱技術(shù)難度估計不足、企業(yè)對于施工期的要求過于樂觀、申報企業(yè)準備不充分等多種原因，導致有的項目為了趕工期甚至在冬季施工，而這對光熱示范電站施工、投產(chǎn)乃至于后期發(fā)展百害而無一利。一些光熱電站在設(shè)計上照搬國外光熱電站，與我國實際氣候、工程經(jīng)驗不符也是造成這種困境的重要原因。

嚴肅看待工程設(shè)計差異

相對國外光熱電站來說，我國相關(guān)團隊缺少有經(jīng)驗的設(shè)計、安裝和工程管理人員，這直接導致了工程進度偏慢;且相比國外光熱電站項目地區(qū)，我國光熱電站項目地區(qū)普遍存在風大、冬季高寒、風沙、缺水、結(jié)霜等氣候特點;而國內(nèi)一些設(shè)備供應(yīng)商也相對缺乏光熱電站配套經(jīng)驗和光熱電站業(yè)績。

中海陽能源集團股份有限公司 (簡稱“中海陽”)光熱技術(shù)中心總工程師楊軍峰表示，工程設(shè)計和設(shè)備需要適應(yīng)中國一些特殊氣候。一般槽式集熱器最高工作風速約為14米/秒，但在冬季的西北地區(qū)，有時風速更高，極端風速曾達到31米/秒。在這樣的情況下，集熱器如何在高于31米/秒的風速下存活下來是一個重要的課題。當今市面上的各種集熱器在設(shè)計時都有一個最高存活風速，我們不僅要對其進行校核　 計算，還要做風洞試驗。中海陽的集熱器已經(jīng)安排在中科院做風洞實驗。其它的設(shè)備，風速影響不是太大，可以不做重點考慮，但集熱器是必須重點關(guān)注的。

光熱產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展至今，漸漸出現(xiàn)了一些國外光熱設(shè)計中沒考慮到的問題，比如牽扯到我國光熱電站使用壽命和發(fā)電效率的重要“門檻”———冬季高寒。

楊軍峰指出，在高寒的情況下需要加強導熱油、熔鹽、水設(shè)施的防凝設(shè)計，電伴熱、防凝循環(huán)要做得可靠、保溫，可能要做得更厚;有些電動箱在高寒的情況下，電器控制器件由于低溫不能正常啟動，這時就需要增加一些加溫的裝置，這都是在光熱電站設(shè)計中要重點關(guān)注的。同時在投運后也要有一些應(yīng)急預(yù)案，比如設(shè)施被凍壞后的解決辦法，若是沒有這些保障將會給業(yè)主帶來很大的經(jīng)濟損失。

另外，目前部分光熱示范項目為了趕工期而進行冬季施工，在這樣的氣候條件下澆筑水泥，無法保證其質(zhì)量。

鏡面污染影響電站收益

國內(nèi)適宜開發(fā)光熱電站的地區(qū)普遍存在沙塵較大的環(huán)境特點，鏡面清潔度下降很快。北京兆陽光熱技術(shù)有限公司(簡稱“兆陽光熱”)通過常年在多地進行長時間的鏡面灰塵污染狀態(tài)測試，匯總了大量數(shù)據(jù)，分析得到了第一手的鏡面污染影響量化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，鏡面污染十分嚴重，鏡面清掃效果成為了決定中國光熱電站收益盈虧的關(guān)鍵因素之一。

需要特別關(guān)注的是，光熱發(fā)電僅能利用太陽光直射輻照，鏡面灰塵等污染對反射聚光效果的影響遠遠大于平板光伏組件的表面污染。

一般情況下，清潔玻璃表面一天時間內(nèi)累積的灰塵并不多，對于光伏組件發(fā)電量基本沒有影響，一兩周時間的灰塵量影響也不顯著，這是由于很薄的灰塵附著層對于光線的吸收并不多，透過及折射后的光線仍然能夠用于發(fā)電。但對于通過鏡面反射實現(xiàn)高倍聚光的光熱發(fā)電系統(tǒng)來說，鏡面灰塵微粒會對入射反射光線產(chǎn)生兩次阻擋，并對傾斜入射光線的遮擋尤其顯著地呈現(xiàn)“倒余弦效應(yīng)”(隨光線與鏡面夾角逐漸變小，遮擋現(xiàn)象急劇上升)，其它稍有一點折射角度的光線也無法匯聚到接收器，因此，聚光光熱發(fā)電系統(tǒng)的鏡面污染后，聚光衰減非常顯著。

據(jù)了解，目前光熱電站中鏡面清洗采用的清洗工藝一般采用水投射接觸式刷洗，設(shè)備主要以機械化清洗車為主，少量采用機器人進行自動清洗。

水投射接觸式刷洗方式一般需要人工操作，技術(shù)要求高、耗水量大，不適合水資源短缺和寒冷的西北地區(qū)環(huán)境;特別是，其清掃速度低、成本高，對于接近或超過百萬平米的鏡場來說，清掃頻次較低，平均20天清掃一次都很難保證，并且間隔時間越長清掃越困難，鏡面損傷越大，很難保障最基本的鏡面平均清潔率和鏡面精度不受損傷。

這類問題在國際光熱電站普遍較清潔的運行環(huán)境中并不明顯，但到了西北地區(qū)，環(huán)境與資源條件卻是事關(guān)全局成敗的重要因素，必須得到切實有效的解決。

兆陽光熱在其HLIACS聚光集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中配套了全自動干式清掃車(包括一次反射鏡清掃及二次反射鏡清掃)，能夠沿鏡場支撐結(jié)構(gòu)中的導向軌道自動行進后退，清掃頻率可以設(shè)定為每日或隔日清掃一次，結(jié)構(gòu)簡單、無需人工操作，更無需耗費水資源。在高頻次清掃模式下，每日的清掃工作基本上就是輕柔擦拭浮塵，所以對鏡面損傷較小。

另外，清掃車根據(jù)傾斜陣列式集熱場的布置方式，可實現(xiàn)多軸聯(lián)動同時清掃;電控系統(tǒng)可進行就地控制和遠程自動控制操作，能夠很好解決當前我國西北地區(qū)沙塵對光熱電站發(fā)電效率帶來的影響。

依據(jù)需求針對性選擇設(shè)備

“依據(jù)國內(nèi)實際需求創(chuàng)新光熱發(fā)電技術(shù)是必然要經(jīng)歷的過程。我國的自然和氣候條件對光熱發(fā)電技術(shù)提出了不同于國外光熱發(fā)電市場地區(qū)(美國南部、西班牙、南非、北非等)的要求，集熱、傳熱和儲能系統(tǒng)需要適應(yīng)大溫差和溫度的快速變化等。”時璟麗曾在其署名文章中指出，完全照搬國外技術(shù)、直接使用國外部件和產(chǎn)品集成、套用國外商業(yè)化運行的光熱電站的運行模式，在我國應(yīng)用可能會遇到較多的問題，會使我國的光熱發(fā)電發(fā)展走許多“彎路”。集熱、傳熱、儲熱、系統(tǒng)集成、電站運行技術(shù)的創(chuàng)新是必須的。

首先是集熱器的選擇問題，由于我國光熱產(chǎn)業(yè)起步較晚，供應(yīng)商相對國外缺少相關(guān)業(yè)績，所以造成了供應(yīng)商質(zhì)量合格但國內(nèi)項目業(yè)績“門檻過高”無法供應(yīng)的現(xiàn)狀。

目前國內(nèi)的真空管供應(yīng)商較少，如果在　 關(guān)鍵部件上設(shè)置一個最低的業(yè)績標準，比如供給一個5萬千瓦電站并安全運行兩年的業(yè)績，則可能由于只有一家合格而失去談價錢的余地，最終利潤會少很多。

據(jù)了解，由于真空管生產(chǎn)過程可以自行控制，送檢結(jié)果可能帶有水分，檢測到的參數(shù)并不能代表真實質(zhì)量，因此大多數(shù)企業(yè)要求供應(yīng)商必須有DLR抽檢的合格的認證，這樣也能適當放寬入選限制。

同樣，汽輪機也是一個較為關(guān)鍵的設(shè)備。國內(nèi)很多汽輪機廠商可以做出規(guī)模更大、壓力更高的設(shè)備，光熱電站的汽輪機雖小，但是它的頻繁起停、參數(shù)波動、一些運行的模式的要求也是常規(guī)火電項目中沒有的，所以在選擇汽輪機的時候一定要謹慎。

此外，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、油鹽換熱器，乃至于熔鹽閥門和導熱油閥門等都是比較關(guān)鍵的設(shè)備。這些看似不大、很簡單的設(shè)備實則都很重要，如果選型錯誤將使業(yè)主承受很多不必要的損失。

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