碟式光熱發(fā)電技術(shù)或更適宜沙漠地區(qū)

光熱電站如果不采用成本更高的空冷設(shè)施，則必將在冷卻環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量水資源，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用水冷的光熱電站每發(fā)電1MWH平均將耗水800加侖（約3000升）。而在中東和北非沙漠以及中國(guó)的西北沙漠戈壁地帶，水如同當(dāng)?shù)貎?chǔ)量豐富的石油資源一樣極其珍貴，巨大的耗水量對(duì)在當(dāng)?shù)亻_發(fā)光熱電站來說，是一個(gè)難題。  　　如果采用空冷技術(shù)，則可以大幅度的削減對(duì)水資源的消耗，粗略計(jì)算可降低90%以上的耗水量。但空冷技術(shù)的采用將造成成本的上升。如非迫不得已，電站開發(fā)商一般不會(huì)選擇效率較低、成本較高的空冷系統(tǒng)。 　　在四種光熱發(fā)電技術(shù)中，碟式斯特林光熱發(fā)電技術(shù)是相對(duì)最為特殊的一種技術(shù)，其不需要傳統(tǒng)的汽輪機(jī)，直接通過聚光產(chǎn)生熱量，加熱氣體介質(zhì)使其膨脹驅(qū)動(dòng)斯特林機(jī)發(fā)電。由于其模塊化的特點(diǎn)，單機(jī)即可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)電，對(duì)單機(jī)配置小的空冷系統(tǒng)即可完成對(duì)系統(tǒng)的冷卻，且效果顯著。那么，從降低水耗這個(gè)方面來看，碟式光熱發(fā)電技術(shù)是否更適合在這些干旱的沙漠地區(qū)開發(fā)利用呢？ 　　槽式電站采用水冷系統(tǒng)每發(fā)電1MWH將耗水1000加侖（約3700升）左右，其聚光比一般可達(dá)50~90倍，相對(duì)來看，碟式斯特林光熱電站每發(fā)電1MWH僅需耗水4.4加侖左右，聚光比可達(dá)1500倍以上，光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)30%以上。即便如此，槽式技術(shù)依舊是當(dāng)前應(yīng)用最多的光熱發(fā)電技術(shù)，占全球已運(yùn)行光熱電站總裝機(jī)量的94%左右。 　　2010年，全球首個(gè)碟式光熱示范電站Maricopa電站在美國(guó)亞利桑那州的鳳凰城附近投運(yùn)，該項(xiàng)目由Tessera Solar開發(fā)，采用現(xiàn)已破產(chǎn)的SES斯特林能源系統(tǒng)公司的SunCatcher碟式發(fā)電設(shè)備，裝機(jī)1.5MW，單個(gè)系統(tǒng)發(fā)電功率25KW，共采用了60個(gè)SunCatcher碟式斯特林發(fā)電機(jī)。該項(xiàng)目的所在地也是氣候炎熱的沙漠氣候，其采用空冷技術(shù)避免了對(duì)水資源的耗費(fèi)，僅消耗少量的水對(duì)聚光鏡進(jìn)行清潔等。 　　在上述沙漠戈壁地區(qū)開發(fā)光熱電站，由于遠(yuǎn)離用電區(qū)，需要建設(shè)大規(guī)模的并網(wǎng)電站，通過高壓輸電線路將電輸送至用電區(qū)。而傳統(tǒng)上看，碟式光熱發(fā)電更適合于偏遠(yuǎn)的離網(wǎng)型電力應(yīng)用，但現(xiàn)在，碟式技術(shù)的開發(fā)商們?cè)絹碓絻A向于將其向大規(guī)模的光熱發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域推廣。其原因主要在于期望通過大規(guī)模的電站開發(fā)拉低單機(jī)成本。 　　對(duì)于碟式技術(shù)的成本過高問題，業(yè)內(nèi)目前較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是以大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)來拉動(dòng)單機(jī)成本的下降，而要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，則首先需要確定大規(guī)模的電站開發(fā)計(jì)劃。有了這樣的需求才能帶動(dòng)工業(yè)化的生產(chǎn)。如規(guī)劃開發(fā)一個(gè)1GW的碟式光熱發(fā)電項(xiàng)目，按單機(jī)功率25KW計(jì)算，將需要4萬個(gè)碟式發(fā)電機(jī)，大量的產(chǎn)品需要通過工業(yè)化的采購(gòu)和生產(chǎn)，成本下降顯著。 　　如澳大利亞Wizard Power等碟式光熱發(fā)電技術(shù)公司正考慮進(jìn)軍中東市場(chǎng)，Wizard Power生產(chǎn)的碟鏡面積達(dá)500平方米，其針對(duì)的市場(chǎng)即是大規(guī)模并網(wǎng)式的光熱電站開發(fā)。該公司相關(guān)人士曾表示，低于50MW的電站將難以體現(xiàn)碟式技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，超過100MW的電站將可以很好的體現(xiàn)其技術(shù)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。更大面積的碟鏡將進(jìn)一步拉低單位KW的生產(chǎn)成本，其開發(fā)的這種大面積碟鏡就是為大規(guī)模的并網(wǎng)電站所設(shè)計(jì)的。 　　瑞典Cleanergy能源技術(shù)公司的李強(qiáng)波此前也曾對(duì)CSPPLAZA記者表示：“規(guī)?；墙档统杀镜闹饕緩剑覀冇?jì)劃在2013年建設(shè)總計(jì)50MW的電站項(xiàng)目，為的就是通過大項(xiàng)目的建設(shè)把我們的成本降下去。”為此，Cleanergy正在積極與國(guó)內(nèi)幾大電力公司等實(shí)力雄厚的企業(yè)進(jìn)行溝通，探討合作開發(fā)數(shù)十兆瓦級(jí)的大規(guī)模碟式光熱電站項(xiàng)目。 　　成本即便可以通過工業(yè)化應(yīng)用拉低，但技術(shù)上的問題依然存在，如斯特林機(jī)的維護(hù)問題，由于斯特林發(fā)電系統(tǒng)是較為精密的活塞式發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)前的斯特林機(jī)在使用壽命上仍未經(jīng)過較為準(zhǔn)確的驗(yàn)證，從理論角度和示范結(jié)果來看，需要對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)甚至更換，維護(hù)成本相對(duì)較高。另外，對(duì)于系統(tǒng)的儲(chǔ)熱問題，尚沒有可行的解決方案。 　　2012年的12月份，歐盟宣布通過NER300基金（歐盟碳捕獲和封存項(xiàng)目技術(shù)發(fā)展基金）扶持四個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目，其中有兩個(gè)即為碟式項(xiàng)目，而且均為大規(guī)模的碟式電站，一個(gè)裝機(jī)75.3MW，一個(gè)裝機(jī)50.76MW。如果上述兩大項(xiàng)目全部建成投運(yùn)，將極大地推動(dòng)碟式光熱發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。 　　在未來，在適宜開發(fā)光熱電站的那些沙漠地帶，如若能夠解決碟式技術(shù)的儲(chǔ)熱和維護(hù)難題，基于其冷卻方面的天生優(yōu)勢(shì)，碟式光熱發(fā)電技術(shù)有望與其他光熱發(fā)電技術(shù)在陽光充沛的沙漠地帶一較高下。