中國太陽能熱發(fā)電實驗示范破冰

        全年日照2600小時以上的延慶，是北京地區(qū)太陽能資源最豐富的地區(qū)。當(dāng)?shù)刈匀粭l件較為惡劣，適宜在不同氣候條件下進行太陽能熱發(fā)電實驗示范。落戶于此的科技部“863”計劃1MW級別的太陽能熱發(fā)電示范項目，據(jù)悉將于2010年底建成并網(wǎng)，最終其規(guī)模將發(fā)展到100MW發(fā)電級別。

        在上述“863”項目的基礎(chǔ)之上，2009年，中國科學(xué)院電工研究所牽頭申請的“高效規(guī)模化太陽能熱發(fā)電的基礎(chǔ)研究”項目，獲得國家“973”計劃立項支持。

        黃湘目前擔(dān)任該項目首席科學(xué)家。據(jù)了解，項目聚焦的三個關(guān)鍵科學(xué)問題為：太陽輻射能流聚集—吸收的時空協(xié)同輸運及轉(zhuǎn)換規(guī)律；極端條件下熱能傳輸蓄存機理及與材料組成結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)機制；非穩(wěn)態(tài)太陽能光—熱—功能量系統(tǒng)集成理論。并結(jié)合延慶項目對新原理、新方法和新材料進行實證。
太陽能熱發(fā)電主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式聚焦系統(tǒng)、碟式聚焦系統(tǒng)和反射菲涅爾聚焦系統(tǒng)等四種方式。目前已經(jīng)商業(yè)化運行的主要是槽式和塔式，如延慶項目就是塔式系統(tǒng)。在光電效率方面，除了碟式達到30%以上，其他3種基本為15%左右。

        目前，制約太陽能熱發(fā)電發(fā)展的主要技術(shù)障礙是聚光成本較高，在不穩(wěn)定太陽輻照下的系統(tǒng)光學(xué)效率和熱功轉(zhuǎn)換效率低。美國目前熱發(fā)電的發(fā)電成本是13~16美分/度電（無蓄熱），美國能源部的目標(biāo)是實現(xiàn)2015年8~11美分/度電（蓄熱6小時），2020年低于7美分/度電（蓄熱12~17小時）。

        杜茜介紹道，目前熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展的方向是高參數(shù)，長時間蓄熱，24小時發(fā)電，可承擔(dān)電力基礎(chǔ)負荷發(fā)展；以模塊化技術(shù)為基礎(chǔ)，形成大容量太陽能熱發(fā)電廠。

        雖然自主技術(shù)尚不成熟，但國內(nèi)的熱發(fā)電市場很大，杜茜表示，包括eSolar在內(nèi)，國內(nèi)宣布將建的熱發(fā)電容量已經(jīng)達到4GW。在技術(shù)方面，有些準(zhǔn)備和國外合作，有些則在等待中國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成熟。

        “國外技術(shù)封鎖很嚴，有些電站甚至不允許參觀。目前我國自己的技術(shù)即將進入實驗示范階段，在熱發(fā)電方面，中國應(yīng)該不會走完全引進國外技術(shù)的道路。”她說。

        據(jù)記者了解，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)所用到的定日鏡、吸熱器、集熱管等元件國內(nèi)都能生產(chǎn)，只是在高溫情況下的技術(shù)成熟度尚待考驗。

        “目前我國太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國外存在的差距主要在于，太陽能熱發(fā)電站系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)及集成技術(shù)還未掌握，目前由于還沒有實際建成并運行的電站，因此一些具體技術(shù)還缺乏實用經(jīng)驗，一些基本的檢測手段也欠缺。”杜茜說。雖然元件都可以批量生產(chǎn)，但都沒有在實際系統(tǒng)中進行驗證，只有建成了電站才有檢測手段和平臺。

        據(jù)介紹，延慶的實驗電站建成之后，也會搭建槽式和碟式的系統(tǒng)進行試驗，檢測各種方式的元件性能。通過這個試驗平臺為以后的商業(yè)化推廣作準(zhǔn)備，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

        一個利好消息就是，由中科院電工所、中國華電集團公司、皇明太陽能集團有限公司等30多家單位已經(jīng)聯(lián)合成立了太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。

        該聯(lián)盟的成立，將有助于推動我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)和裝備制造業(yè)的發(fā)展，同時，在確立太陽能熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范行業(yè)發(fā)展方面有所建樹。目前該聯(lián)盟已提交術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)杜茜透露，示范電站建成之后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有望出臺。