华北电力科学研究院和中科院的专家,基于太阳能的综合梯级利用思路和热力集成理论,提出一个新型的塔式太阳能热发电系统,本研究为我国发展塔式太阳能热发电提供新思路和新方案,为我国发展大型太阳能热发电系统奠定了理论基础。
化石能源枯竭和环境日益恶化已经成为制约全球经济和社会发展的长期、重大瓶颈,未来将影响到人类的生存状态。为了解决该问题,一方面要大力开展节能与科学用能和努力发展化石燃料,另一方面必须加速可再生能源的开发和利用。太阳能以其分布广泛,储量丰富受到了广泛关注。大力开发利用太阳能,将会改变我国能源短缺和不合理的能源结构,使能源供应多样化,同时可以解决环境污染问题。因此,研究开拓太阳能热力发电系统成为当今能源动力领域研究的热点与前沿课题。
该系统集成了三大技术特征:具有双运行模式的吸热器,运行中灵活切换;具有高、低温双级蓄热流程结构,分级存储不同品位的太阳热能;为发电单元提供多冗余的过热蒸汽保障系统。模拟计算表明,1 兆瓦塔式太阳能热电站的峰值太阳能发电效率为10.6%,年平均发电效率为5.1%。研究表明,合理的运行模式和系统的规模化是提高太阳能热发电系统性能的关键所在,本研究为我国发展塔式太阳能热发电提供新思路和新方案。太阳能塔式热发电技术已经完成了实验室探索阶段,正在向商业化迈进。研究及实践表明,太阳能塔式热发电是实现大功率发电、替代常规能源最为经济的手段之一,有可能给紧张的能源问题带来新的解决方案。在借鉴国外先进的塔式发电技术的基础上,建立适合我国国情的塔式太阳能热发电系统,研制具有自主知识产权的发电技术,为今后在中国大规模发展太阳能热发电提供技术支持和保障。
发表在 2010年第29期《中国电机工程学报》上,华北电力科学研究院有限责任公司袁建丽工程师、中科院工程热物理研究所韩巍博士等人的论文《新型塔式太阳能热发电系统集成研究》对相关问题进行了积极探索,为我国发展太阳能热发电技术将起到推动作用,通过小型化试验示范电站,探索太阳能塔式发电系统的特性规律,可以有效地填补我国在这方面的空白,同时有助于积累相关先进技术的经验,为我国发展大型太阳能热发电系统奠定坚实基础。
中国科学院工程热物理研究所的总能系统和可再生能源实验室金红光研究员领导的课题组长期以来从事能源、环境、动力系统的开拓创新,对太阳能热发电进行了深入研究,承担了多项国家自然科学基金、国家重点基础研究规划(973)和国家高技术发展计划(863)项目,大力倡导太阳能与常规能源互补发电,研究开发高效、低成本的太阳能热力发电系统。
该研究开拓研究新型的塔式太阳能热发电系统,深入研究了该系统的热力性能、设计方法和运行特性,加快了塔式太阳能热发电技术的发展,为大力开发利用太阳能资源提供了有力的理论依据和技术方案,努力为我国太阳能热发电技术的发展和实现节能减排做出贡献。