2013太阳能热发电技术三亚国际论坛简报

时间:2015-01-13 09:57来源:国家光热联盟

2013年8月12日至14日,由中国可再生能源学会、中国工程热物理学会及科技部高新技术发展及产业化司联合主办,中国科学院电工研究所、国家太阳能光热产业技术创新战略联盟承办,国际太阳能热发电和热化学组织、海南省可再生能源协会、首航节能光热技术股份有限公司和皇明太阳能股份有限公司协办的“第七届太阳能热发电技术三亚国际论坛”在海南省三亚市隆重召开。

论坛开幕式由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟王志峰理事长主持。国务院参事中国可再生能源学会理事长石定寰先生、中国工程热物理学会理事长徐建中院士、科技部高新技术发展及产业化司能源处郑方能处长、科技部高技术研究发展中心能源处陈硕翼处长、国际能源署(IEA)SolarPACES执委会秘书长Christoph Richter博士、欧洲太阳能热发电协会(ESTELA)主席Luis Crespo博士、国际能源署IEA-SolarPACES的执委Heackyong Kang博士、韩国太阳能学会主席T.B Seo、国家太阳能光热产业技术创新战略联盟领导等出席开幕式。由于天气原因航班取消,科技部高新司刘久贵副司长、国家自然基金委工程学科三处纪军主任等由于飞机航班取消未能到场,他们通过不同方式对大会的召开表示支持和祝贺。来自国内外从事太阳能热发电和支持与关注该领域发展的专家学者、政府官员、投资公司及企业代表共计约270余人参加了此次论坛。

论坛期间共举办了“十二五”863项目、国家自然科学基金课题讨论专场、973项目讨论专场等7个专题报告会,分别从太阳能热发电技术的基础研究、太阳能热发电装备技术,太阳能热发电系统研究,太阳能热发电系统集成技术以及太阳能热发电技术经济和政策导向等方面进行了广泛的交流与沟通,有56位代表在论坛上与大家一起分享了他们所代表的研发团队或企业在太阳能热发电项目上所做的工作和思路。

论坛闭幕式上,毕生推动我国可再生能源发展的老前辈朱俊生先生和北京工业大学马重芳教授先后发表了讲话。指出规模化技术和储热技术是太阳能热发电的关键,技术的可靠性应该作为中国现阶段的重点,不要过分追求成本的降低。他们对太阳能事业充满了热情,对我国不断发展壮大的太阳能热发电技术研发和产业队伍表示欣慰并寄予厚望。他们对本次论坛所取得的收获做了充分肯定。王志峰博士在闭幕式上就太阳能热发电避免“光伏”发展中出现的问题谈了自己的看法,认为在技术可靠性的基础上,建立合理的质量标准体系和政府有稳定的政策导向是太阳能热发电有序发展的重要因素,国际合作是发展过程的重要环节。最后国家太阳能光热产业技术创新战略联盟秘书长刘晓冰做了热情洋溢的大会闭幕致辞,并宣布本届论坛闭幕,同时宣布2014年第八届太阳能热发电技术三亚国际论坛将与2014年的第二十届SolarPACES大会合并,明年9月在中国北京举行。

此次论坛还组织安排参会代表到华能三亚南山电厂参观了菲涅尔集热与天然气互补发电技术。此次论坛为与会的各国代表提供了一个技术交流探讨的平台、促进了国内外光热行业的交流和合作,对进一步推动我国太阳能热发电技术的商业化进程具有极其重要的意义。感谢华能集团对会议的支持。

出席此次论坛的政府单位与行业协会有:科技部高新技术发展及产业化司能源处,欧洲太阳能热发电协会,中国机电工程学会,中国资源综合利用协会可再生能源专业,中国可再生能源学会,中国工程热物理学会。

出席论坛的研究院所与大学主要有:北京工业大学,北京建筑大学,北京有色金属研究总院,电力规划设计总院,甘肃省建材科研设计院,湖南科技大学科技处,华北电力大学,兰州理工大学,内蒙古电力勘测设计院,上海电气集团股份有限公司中央研究院,上海交通大学机械与动力工程学院,天津大学,武汉理工大学材料学院,西安交通大学,西安理工大学,云南师范大学太阳能研究所,浙江大学,浙江大学热能工程研究所,中国科学技术大学,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,中国科学院上海应用物理研究所,中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,中山大学

出席论坛的企业和公司有:HUB CHEMICAL LIMITED,IBIDEN Co., Ltd,Rioglass Solar  S.A.,SBP太阳能有限公司,SQM智利化学矿业,北京华士德科技发展有限公司,北京瑞科同创能源科技有限公司,北京市太阳能研究所集团有限公司,北京首航艾启威技能技术股份有限公司,北京曙光新航科技有限公司,北京天瑞星光热技术有限公司,常州龙腾太阳能热电设备有限公司,东方电气集团东方锅炉股份有限公司,恩迈世科技(北京)有限公司,法国电力公司北京办事处,广东五星太阳能股份有限公司,广州市保全普美建筑材料有限公司,桂林市广汇泵业有限责任公司,国电龙源电力技术工程有限责任公司,国电能源研究院,河北秦皇岛同力达集团,湖北守能真空科技有限公司(湖北贵族子公司),皇明太阳能股份有限公司,江苏力沃新能源科技股份有限公司,江苏太阳宝新能源有限公司,康达新能源设备股份有限公司,兰州交大国家绿色镀膜工程中心/兰州大成科技股份有限公司,内蒙古金岗重工有限公司,宁夏舟舰科技发展有限公司,欧瑞康莱宝真空(天津)国际贸易有限公司,山东天一化学股份有限公司,山西利虎玻璃(集团)有限公司,陕西天朗嘉业科技发展有限公司,上海邓肯勃贸易有限公司,上海电气集团股份有限公司,上海上器(集团)有限公司,深圳市华典投资有限公司,深圳市联讯创新工场科技开发有限公司,首航节能光热技术股份有限公司,双良节能系统股份有限公司,苏州红海化工有限公司,苏州首诺导热油有限公司,台玻悦达太阳能镜板有限公司,天津瑞能电气有限公司,武汉圣普太阳能科技有限公司,西安航空动力股份有限公司,西班牙阿本萨工程建设股份有限公司,肖特(上海)精密材料和设备国家贸易有限公司,云南楚雄中高新能源股份有限公司,肇庆鑫盈装饰材料有限公司,浙江大明玻璃有限公司,浙江联大化工有限公司,浙江中控太阳能技术有限公司,中广核太阳能开发有限公司,中国电力工程顾问集团公司,中国东方电气集团有限公司,中国能建集团装备有限公司南京技术中心,中海阳能源集团股份有限公司。

本届论坛部分代表的发言内容和观点总结如下:

8月12日上午 论坛主旨报告

徐建中 院士(中国科学院工程热物理研究所)

目前,我国消耗世界能源的20%,但由此产生的GDP只占全球的10%,能源利用率较低。另外,以煤炭为主的化石能源结构,造成严重的环境污染。因此,发展清洁能源是根本上解决能源问题的主要途径之一,有望成为主力能源。在新的可再生能源时代,既要考虑可再生能源分散的特点,又要能为大工业发展提供能源,保护生态环境,采取的利用方式,实施分布与集中的有机结合。2012年底,风能的年发电量已经超过核能,仅次于火电和水电,位于第三,这种情况将长期存在;太阳能光伏虽然由于种种原因,发展受到很大影响,但其技术发展的脚步今后仍将继续;太阳能中高温利用技术,有了长足进步,将在能源利用中发挥越来越大的作用。同时,高端制造业中的航空航天推进动力和燃气轮机是关系国民经济、国防安全及强国地位的高科技战略性产业,其自身产品价格高,涉及的配套产业规模巨大,大幅度带动装备制造业发展和产业规模扩大,有利于促进国民经济发展方式的转变和产业结构升级。上述这些重大需求中,所涉及的内部工作过程无一例外的或者与不同能量形式的转换密切相关,或者既与能量转换,也与物质转化密切相关。因此,研究这些能量与物质转换过程的规律成为最重要的核心问题,这就是科学用能,既提高能源和资源利用率,也减少对环境的污染。

研究能源系统的合理配置和用能过程中物质与能量转化的规律及其应用,以低的成本来提高能源利用率和控制污染,减少能源与资源的消耗、保护环境。从系统科学角度,研究科学用能;对用能的全过程和各个环节进行分析、研究,综合得出结论;引导工程实现和用能的科学管理,并且进行必要的经济性分析。科学用能的三重涵义:1)“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用” ,提高能源和资源的综合利用率;2)能源与环境的协调,把能量转换与物质转换紧密结合,注重控制废弃物与污染物的形成、迁移、转化与分离;在能源利用的同时,分离、回收污染物;3)转变传统的能源利用模式,发展资源、能源、环境一体化模式,实现资源循环利用,最大限度地减少“废物”和“废能”。分布式能源系统(DES)是科学用能的典范和重要途径。DES不仅可以建在用户附近,同时具有集冷热电与联产和联供于一身、能量梯级利用、提高能源利用率、减少污染、经济效益好、无需变电设备和大地下管网、社会效益好及提高用电可靠性等优点。另一方面,集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业的发展方向。DES系统的基本构成:动力系统和发电机是系统的核心可采用微小型动力装置(燃气轮机、内燃机、燃料电池等);供热系统采用余热回收装置可用于供暖、热水、通风;制冷系统用于供冷、除湿。DES的基本特点:系统的规模(不宜太大、自产自销、不是区域式)、热能的梯级利用(不是简单的余热利用)、注重节能率(不只是能源利用率)。

在太阳能热发电领域,目前关键科技问题有:新的聚光和跟踪方式;高效、低损的高温传热、储热装置与吸收器;采用空气透平和高温空气换热器的Brayton循环发电系统;物理方法与化学方法相结合的储热装置。另外,太阳能与化石能源互补可弥补太阳能不稳定、不连续的缺点;提高太阳能热转功效率;降低投资成本。同时,国家的扶植在太阳能热发电发展初期至关重要。国家应大力鼓励、推动热发电的研发,包括基础性研究、关键技术与系统集成,提高装备生产水平与能力。实行多种财税政策支持、特许权招标、固定上网电价、税收优惠、发挥市场机制作用、打破地方保护。

在风能领域,据全球风能理事会(GWEC)数据显示: 未来5年全球风电装机容量平均增长速度将为18%,到2015年至449GW,2020年将超过1500GW。新一代的风电技术应向着大型化、地域化、智能化的方向发展,将对现有技术全面升级。未来风能技术发展的主要驱动力来自蓬勃崛起的海上风电,海上风电对风电机组的安全性、可靠性、易维护性和施工成本控制提出了更高的要求。另外,漂浮式风电机组是近几年国外风电行业的重要研究方向。

在先进动力装置领域,传统供能系统能量密度的增加速度和空间制约了便携产品的小型化和轻型化发展,需要新的微型能源系统。进而在微尺度气体流动建模方面,连续介质的N-S方程不适用,需从Boltzmann方程出发,建立新模型方程。

最后,将分布式能源系统、可再生能源、智能电网与信息技术结合,一次能源管网、输电管网与信息管网融合,将推动新的工业革命,为我国可持续发展提供强大支持;将科技成果与产业化结合,建设创新型国家;扫除不利于创新的体制障碍,形成从基础研究到产业化的良性循环。

郑方能 处长( 科技部高新技术发展及产业化司能源处)

首先受刘久贵副司长委托向此次论坛进行致辞:对2013年三亚太阳能热发电国际论坛会议召开表示祝贺,对各位来宾的参会表示感谢和欢迎;科技部高新司作为此次会议的主办方之一将一如既往地支持太阳能热发电技术的研发。郑处长早在1996年在以色列威兹曼能源研究所学习时就对太阳能热发电有了接触和认识,并参观了槽式热发电站,而当时国内的CSP还刚刚起步,一直以来,亲身见证了国内CSP的发展历程。   

他介绍了我国国家能源现状。2000年以来,我国的煤炭消费持续增长,煤炭为我国经济的发展提供了重要的支撑保障。然而到了2012年,煤炭占一次能源总消费的66.4%,同比下降4%;同时我国煤炭消费仍占全球总消费的50%;石油进口为2.85亿吨,对外依存度超过58%,石油占一次能源总消费的18.9%,我国已成为全球第二大石油消费国和第三大石油进口国;天然气消费1500亿立方,其中进口140亿立方,对外依存度达29.3%,天然气占一次能源总消费的5.5%,随着城镇化的推进,天然气的需求会越来越大。电力装机方面,2012年底我国电力装机总量为11.45亿千瓦,其中火电装机总量8.19亿千瓦,水电装机总量为2.5亿千瓦,核电为5200万千瓦,非化石能源消费占一次能源的9.1%:风电装机量为6300万千瓦,光伏装机量为700万千瓦,太阳能热利用为1亿立方米,太阳能光热发电装机量至2015年实现100万千瓦。其次,介绍了我国能源战略需求与挑战。到2020年我国非化石能源占一次能源的15%,推进节能环保、新能源、新材料、新能源汽车战略性产业。为实现节能减排的目标,一方面要提高能效,降低排放;另一方面要大力发展非化石能源。另外,我国能源面临7大挑战:1)二氧化碳的排放主要来自于能源消费;2)能源供给是我国国民经济增长的瓶颈;3);以煤炭为主的资源分配情况短期内很难有大的改观4)能源利用效率较低;5)大规模可再生能源的利用受地域的影响较大;6)能源消费对环境的影响;7)能源发展对高科技的依赖越来越大。随后,介绍了我国能源科技未来的重点任务。全面促进资源的节约,推动能源生产、消费的革命。同时,要控制能源消费总量。加强节能环保、支持新能源的发展。在科技方面,确定了4大重点专项(智能电网、洁净煤技术、太阳能发电和风力发电)和相关6大优先主题。然后,介绍了能源科技未来的发展趋势。08年金融危机以来,世界各国纷纷加大对清洁能源的投入,同时相继颁布规划,提高可再生能源在一次能源消费中的比重。09年,奥巴马在美国科学院发表演讲中指出:能够领导21世纪经济能源的国家将成为领导21世纪全球经济。目前整个能源科技面临的形式为:1)前景不确定性;2)能源重新洗牌;3)能源环保及气候方面等。另外,新能源面临的主要困境为:1)技术瓶颈难以突破;2)政府补贴难以为继;3)非常规能源异军突起;4)贸易保护的抬头。如何应对面临的挑战:1)主动适应国际市场的变化;2)强化政府的引导;3)尊重市场规律;4)充分利用国际规则;最后,对如何建立能源的创新体系进行了介绍。创新角色:政府、企业、科研院校需要协调合作发展。提升创新体系:1)加强基础研究;2)提升技术创新与工程示范。

Luis Crespo(欧洲太阳能热发电协会主席)

首先,从三个方面阐述了太阳能热发电光明未来的原因:技术、经济的发展及产业竞争。一方面,从技术上来说,太阳能热发电目前是唯一一个电网友好型且可担当基础负荷的可再生能源技术。另一方面,从经济发展上来说,在对太阳能热发电的政策支持下,CSP对GDP的贡献是经济发展的主要驱动力之一。第三方面,产业竞争,当CSP电站容量建设从目前的3GW到风能(300GW)和光伏(100GW)水平时,电站的成本将会大幅下降。目前,运行的45座太阳能热发电站,总装机容量为2054MW,建设的5座装机容量为25MW。随后,分别对带7小时储热的ANDSOL 1,2,3电站(装机容量3*50MW)、20MW带15小时储热的Gemasolar、装机容量分别为1.4MW和20MW的Puerto Errdo1,2、22MW太阳能生物质能混合发电的Borges Blanques进行了介绍。

接下来,以西班牙为例介绍了2012年太阳能热发电行业对西拔牙宏观经济的影响:总装机容量为1970MW,全年发电为3432GWh,雇佣员工17816名, GDP贡献为18.35亿欧元。同时,太阳能镜场单元的需求,比如:真空管、弯曲玻璃、钢结构支架等,也极大带动了当地相关工业的快速发展。然后介绍了目前世界各国太阳能热发电站的成本情况:最低的为美国(13c$/kWh)、摩洛哥(14c€/kWh)、以色列(21 c$/kWh)、印度(25 c$/kWh)、南非(25 c€/kWh)、西班牙(30c€/kWh)。最后,基于现有装机容量及技术发展考虑预测2050年世界范围内的太阳能热发电总装机容量为1100GW。

Christoph Richter (国际能源署太阳能热发电组织秘书长)

首先介绍了太阳能燃气轮机的发展情况,2012年5月开始在西班牙SOLUGAS 电站的测试结果显示:安装在塔上的太阳能汽轮机Mercury-50工作压力为10bar,汽轮机内温为1150摄氏度,空气余热温度大于700摄氏度,整个系统平稳运行。其次介绍了DLR在储热方面的进展情况,经过验证的相变材料温度分别为:NaNO3 - KNO3 – NaNO2 为142 ºC、LiNO3 - NaNO3为194 ºC、NaNO3 - KNO3为222 ºC、NaNO3为306 ºC。在槽式太阳能热发电站组件性能评价方面,介绍了针对槽式聚光器结构精度测量所研发的摄影测量法、反射镜面板所开发的条纹偏折法、集热管的热性能测试及跟踪系统等;对槽式镜场反射镜面形检测系统GFly进行了详细地阐述:搭载着相机的遥控飞行器在槽式镜场上空按照预定轨迹进行航拍,通过系统标定和图像处理获取镜场聚光器反射镜的面形分布情况,系统的检测不确定度在0.1mrad,检测精度高,速度快,检测范围广。接下来,对美国能源部所发起的SunShot计划进行了描述:计划3年内在21个项目上投资5500万美元以研发下一代具有低成本聚光器、高温吸热器等特点的CSP技术。然后,报告了SolarPACES的国际研发工作。目前SolarPACES已发展有19个会员:奥地利、澳大利亚、阿尔及利亚、巴西、中国、埃及、欧盟、法国、德国、以色列、意大利、墨西哥、摩洛哥、韩国、南非、西班牙、瑞士、阿联酋及美国,并对组织结构中的TASK I和TASK III进展情况进行了描述。最后,欢迎大家在美国拉斯维加斯举办的2013年SolarPACES会议,同时宣布2014年年度SolarPACES会议将于2014年9月份在北京召开。

姚志豪 博士  (首航节能光热技术股份有限公司总经理兼技术总监)

首航节能光热技术股份有限公司由国内主要的电站空冷岛生产商之一北京首航艾启威节能技术股份有限公司与国内知名光热发电专家姚志豪博士带领的创业团队合资组建,主要经营太阳能光热电站EPC总承包业务。目前是2013年SolarPACES国际会议的银牌赞助商。首航光热依托于首航在天津建有生产车间、厂房。首航光热业务主要集中在槽式和塔式太阳能热发电站的EPC总承包。目前在天津具有自主知识产权的200米槽式实验回路已建成,即将在9月份产出蒸汽。另外,在槽式聚光器的拼接检测、槽式曲面镜面形检测等技术方面已有一定的积累。在塔式定日镜方面,已生产出100平米的样机、开发出自有的镜场设计软件。另外,首航光热自主研发的全自动太阳辐射测量仪已在现场经过实验验证,测试结果达到预期目标。在海水淡化方面,首航光热在天津宝坻九园工业园区的“日产3万吨级低温多效蒸馏法海水淡化中试装置”已正式投产,实测指标均达到或超过设计要求。另一方面,首航光热规划在敦煌建设100MW熔融盐塔式太阳能光热电站,项目所在地距离当地机场30kw,距330kV变电站约7km。首期带有16小时储热的10MW电站计划在今年10月份开工,2015年中期完成建设。

黄文君 总工程师 (浙江中控太阳能技术有限公司)

浙江中控太阳能技术有限公司是由中控科技集团有限公司、杭州锅炉集团股份有限公司、杭州汽轮机股份有限公司共同出资成立,是中国最早研究太阳能热发电的企业,目前具备太阳能热发电技术研发及工程建设能力。在德令哈光热园区中规划的50MW太阳能塔式光热电站,建成后将实现年发电1.2亿度,每年可节约45500吨标准煤。2013年的7月5日,总投资2.1亿的一期10MW示范项目正式并网发电,分为东、西两塔各5MW。镜场为30000面单个2平米的定日镜组成,聚光精度小于3mrad,且镜场镜面的清洗由机器人自动完成。之所以采用小面积的定日镜是考虑了规模化生产、抗风性强以及安装便利等因素。由于项目所在地德令哈的沙尘原因,镜面的清洁度难以时刻保证,只能由几台清洗机器人不间断地清扫定日镜以便保证电站达到运行预期。定日镜镜面的校正通过计算机来控制,结合BCS和图像处理技术,一期5MW中的1万5千面定日镜在2个月内全部校正完成,且在运行近一年后其聚光精度变化较小。在自动化控制系统方面,借助自主研发的电厂DH、DCS及镜场控制系统等可实现能量的调度。在气象方面,已有云雷达、太阳辐射仪、风速仪及测温仪等仪器以保证电站的安全运行。另外,由于现场土地的平整度与理想设计有差异,采用小面积的定日镜可实现在波浪状土地上安装运行,减少镜面间遮挡,降低土地平整成本。由于电站所在地雪山较多,随着气温升高,云就会增多飘过镜场上空,造成吸热器表面受热不均匀,从而对汽轮机产生较大影响。因此,此种情况下采用蓄热以保证稳定运行就十分必要。与光伏相比,在有云遮挡的天气条件下,带有蓄热的光热电站正常运行就有明显优势。最后,希望在目前社会经济的大背景下,更应该一起合作共同推进太阳能光热行业的发展。

孙锐 总工程师 (电力规划设计总院副院长)

在发言中介绍:我国《太阳能发电发展“十二五”规划》中,原计划太阳能发电建设规模为2100万千瓦(其中太阳能热发电为100万千瓦),现在已调整到3500万千瓦。为落实该发展目标,促进太阳能热发电技术的应用步伐,国家能源局决定要开展示范工程的建设。受国家能源局委托,由电规总院牵头,以业内科研、设计院、大学等单位的太阳能热发电技术方面经验较丰富的专家组成的工作组为实体,开展了“太阳能热发电厂示范工程技术条件及实施方案研究”。国际上已达到商业化应用水平的太阳能热发电总装机量2388MW,在建2708MW,主要是槽式、塔式、线性菲涅尔、碟式等型式(已投运机组数量分别为52台、8台、8台和1台)。国内开展项目多为槽式、塔式热发电型式,也有线性菲涅耳。

目前,槽式技术最为成熟,但机组初参数较低,使发电效率难以提高;槽式太阳能热发电技术目前仍是几种太阳能热发电技术中规模和装机最大的技术,已投单套最大机组容量89MW,在建最大150MW。塔式技术已日趋成熟,尽管目前投运机组较少,但其技术发展迅速,未来有较好的发展前景。由于其传热工质能够达到较高的工作温度,机组初参数可与常规火电机组取得一致,达到较高的热电转换效率,适合于大规模、大容量商业化应用。因此,近年塔式热发电项目增加很多,目前在建熔盐工质最大单塔机组容量已达150MW、水工质最大单塔机组容量已达130MW且即将投运。线性菲涅尔式太阳能热发电技术有一定的应用,但规模较小,工程经验不多。碟式太阳能热发电技术尚没有大规模的工程应用。综合考虑国际上太阳能热发电项目应用及建设情况、国内太阳能热发电项目研发建设及前期工作情况、各种太阳能热发电型式技术成熟性及先进性、热电转换效率、规模化应用等因素,初步建议太阳能热发电示范项目按槽式、塔式考虑,其中塔式热发电型式按传热工质为熔盐工质、水工质两种分别建设示范工程。相对于光伏发电和风力发电可再生能源利用形式,太阳能热发电的一个显著优点就是能够借助相对廉价的蓄能系统来存储热能。可以在不需要化石燃料补充的情况下连续稳定发电,电网更加乐于接受。综合考虑热稳定性、传热系数、对普通材质管道及阀门的兼容性、储热性能、造价、应用业绩等因素,建议示范工程储热介质优先按融熔盐考虑。太阳能热发电厂建设阶段,集热器的采购方式及安装精度在一定程度上影响电厂运行性能及经济收益。目前国内的分包商或安装施工单位缺乏太阳能热发电厂安装施工经验。为保证整体性能,建议示范工程项目均集成采购集热系统(包括镜面、镜面支撑、立柱、跟踪装置、 驱动装置以及配套动力及通信电缆等)。另外,汽轮发电机组的初参数、是否再热,应根据集热工质和集热型式确定。同时应充分考虑太阳能热发电的特点,具有快速响应进汽参数变化的能力,在干旱缺水地区,采用空冷系统,减少工程用水量;有条件地区可采用湿冷机组。在槽式太阳能热发电机组示范工程特殊技术要求说明方面,建议机组出参数选择为中温高压参数,汽轮机进汽额定参数温度不低于370℃、压力高于9.81MPa。在熔融盐工质塔式太阳能热发电机组示范工程特殊技术要求方面,建议单机容量不小于50MW,建设100MW等级塔式太阳能热发电机组具有可行性,可降低千瓦造价。目前国际上即将建成的塔式电站,位于美国内华达州Tonopah的新月沙丘电站额定功率110MW;RICE电站为150MW。在水工质塔式太阳能热发电机组示范工程特殊技术要求方面,国际上已投运水工质塔式电站最大单机容量为20MW,在建最大单机容量130MW;国内已有IMW、10MW运行业绩。综合考虑国际业绩、国内投运情况、DNI值、国内企业参与等因素,建议单机容量不小于50MW。

8月12日下午 “十二五”863项目讨论专场

吴建中 总工程师 (西安航空动力股份有限公司)

首先,介绍了分布式太阳能热发电有着广泛的应用需求:一方面,应用在离网的用户端(例如,边防哨所、海岛、牧区、矿区等);另一方面,可作为应急电站应用;最后,新的用户端需求(太阳城、新能源园区、节能环保工程、海水淡化工程等)。其次,分布式太阳能热发电的特点:1)太阳能应用在分布式发电中具有清洁可再生、蓄藏量无限、地域广泛及连续性的优势;2)相对于太阳能光伏发电,太阳能热发电应用于分布式发电的优势特点为交流发电模式宽泛(可用作动力源,也可始于照明)、低成本蓄热可连续发电。目前,分布式太阳能热发电需突破的关键性技术:1)关键性装置分为小型、高效地热力机技术和高效集热与传热技术;2)系统集成技术:能量收集-传输-转换系统的匹配技术及热力循环系统技术。接下来介绍了基于上述的关键性技术的863项目的4个子课题进展情况:1)基于百kW级单螺杆膨胀机分布式太阳能热电联供技术,本课题主要针对以百kw级单螺杆膨胀机、线性菲尼尔集热器为关键技术的低温(180度)的太阳能热电联供系统。目前已开发研制了40kw级单螺杆膨胀机,并进行了相关试验。2)30kW太阳能碟式斯特林机研制及系统示范,本课题研究了基于斯特林发动机技术、集热腔热力特性、双特性热声斯特林的高温(800度)太阳能热发电技术;目前已完成20kw样机、3kw样机已加工完成;3)200kW级有机朗肯循环太阳能热发电技术,本课题以有机朗肯循环系统及有机工质透平技术对太阳能低温(300度)的热发电技术进行研究。目前已完成工程设计;4)太阳能热电半导体发电系统示范,本课题研究了以半导体热电器件和太阳光能分频器为关键技术的混合发电技术。目前已完成模型系统的调试、相关样机在加工。最后报告了进一步的工作发展思路:1)基于已开发的太阳能高温热发电及低温热发电技术形成高、低温梯度级发电模式;2)基于分布式用电系统的供热和供冷需求,回收利用热力机系统的热能形成冷、热、电联供系统满足分布式用户需求,提高系统总的能量利用效率;3)融合已有的关键装备与蓄热技术,形成带蓄热装置的分布式太阳能热发电系统,从而解决长周期连续发电的难题;4)通过将开发的太阳能热力机与其它种类能源结合形成交替互补发电系统,达到节能减排的要求。

徐二树 研究员(中国科学院电工研究所)

徐二树研究员的报告题目为“太阳能槽式集热发电技术研究与示范”。首先介绍了本项目的课题设置框架及项目目标。其次,分别报告了4个课题的进展情况。

课题一:真空管批量化生产工艺研究。课题进展:1)研制完成了新型高温吸热涂层,优化得到涂层吸收率为95.26%,450℃ 时发射率为0.13;2)对于高温真空集热管涂层耐温寿命方面,搭建了高温加速老化的涂层寿命预测平台,研究衬底表面形貌对于涂层高温光热转换特性的影响,进行了基于硼硅3.3玻璃和不锈钢金属的非匹配应力封接理论设计;3)针对高温真空集热管生产线,开发和购置了波纹管疲劳试验机、分光光度计、吸氢材料性能测试仪、粗糙度测试仪等;4)完成12米测试平台的热损测试改造及标准单元的槽式真空管热损的测试。5)开展了真空集热管真空寿命的研究。本课题发表文章8篇,申请发明专利3项。

课题二:高强度曲面反射镜批量化生产工艺研究。本课题进展:1)完成《可行性研究报告》和《环境评估报告表》、研究得到了单层结构反射镜和复合式反射镜生产的工艺路线和设计方案、完成热弯钢化设备、制镜设备和预处理设备等部分外购设备的合同签订工作。2)完成了槽式能流密度测试仪的设计与制作;3)基于条纹反射技术提出了槽式曲面反射镜面形误差的测试方法并完成样机的试制。本课题发表论文1篇,申请专利2项。

课题三:槽式集热、发电系统试验平台研究及示范系统。本课题进展情况:1)完成了太阳能槽式热发电热力系统的初步设计;2)基于延庆的地理位置和气候条件,分析了大开口聚光器的力学特性及延庆八达岭电站的太阳辐照特性;3)完成了蒸汽发生器的系统设计;4)针对当地气候条件,提出了八达岭槽式电站集热系统防凝方案;5)搭建了抛物面槽式太阳能集热器热性能实验平台,并建立了热性能动态测试模型;6)完成了槽式聚光器的原型设计,加工了样机;7)完成了24m槽式集热器支架的试制工作,初步开展了DSG系统可行性分析。本课题发表论文9篇,申请专利3项。

课题四:太阳能热与常规燃料互补发电技术。本课题进展:1)针对太阳能与330MW燃煤电站互补全年不同运行工况,开展了变辐照对集热效率的影响特性研究;2)构建油/水换热器性能测试系统,测试了不同温度、油/水流量情况下的换热系数与效率;3)针对太阳能的间歇性和不能稳定供应的缺陷,采用相图计算理论设计和优化熔盐材料,开发低成本传热蓄热材料和发展高效蓄热技术,结果显示三元交互体系相图液相温度计算值与实验值相近,相差在5%以内;4)基于熔融盐吸热传热蓄热实验平台,研究熔融盐的高温蓄热机理与使用性能。5)在互补系统的仿真平台方面:(1)建立了集热器动态数学模型,(2)搭建了小型集热系统仿真模型,分析了集热系统稳态性能及动态性能分析,(3)建立330MW机组仿真实验平台;4)对华电集团新疆、内蒙、宁夏所辖的14家火电厂建厂条件进行对比,初步选定华电新疆昌吉热电厂开展太阳能热与燃煤互补发电示范工程项目,并互补热力系统进行了设计研究。本课题发表论文及著作17篇,申请专利12项。

王智建 (皇明太阳能股份有限公司)

介绍了“太阳能热发电槽式高温集热管研发及产业化”项目的总体执行情况:1)进行了玻璃-金属封接材料与技术的研究,封接样品进行了测试,其主要性能指标基本达到课题目标要求,通过不同封接界面微观组织及相互渗透情况分析,探索封接机理,指导封接工艺;2)进行了耐高温选择性吸收涂层材料与制备技术涉及的主要材料的研究试验,并对试制产品进行了测试,其主要性能指标基本能达到课题目标要求;3)进行了寿命测试方法初步研究与探讨;4)对太阳集热系统示范进行了系统研究并已建立了太阳集热系统基本框架,搭建了总长度为100m槽式太阳能集热系统:开口宽度5.76m,峰值光学效率不小于78%,最高运行温度为400度;5)研究并建立了初步的产品测试方法与标准:形成了12部企业标准、搭建了残余气体检测平台及PTR集热管热性能测试平台;6)进行了批量化生产工艺技术的初步研究,完成课题基建工程建设,研发及生产设备已陆续到位正在安装调试,进行试生产。本项目目前建立了12部企业标准、发表4篇论文、申请12项专利。

韩庆浩 董事长 (中广核太阳能开发有限公司)

韩庆浩董事长的报告题目为“基于大面积定日镜的10MW塔式太阳能热发电技术研究”。首先,简要介绍了项目背景及中广核承担的课题情况;其次,就项目的目标及研究内容进行了阐述,同时报告了所承担的两个课题“10MW塔式太阳能电站集成与示范”和“熔融盐蒸发器及储热技术研究”的研究状况及实施思路;最后介绍了2013年下半年工作计划:完成10MW集成技术、关键设备的总体方案、项目预科设计、确定厂址;对熔融盐的关键物性和蒸汽系统进行研究,设计10MW电站熔融盐储热系统方案。

李心 (浙江中控太阳能技术有限公司)

介绍了基于小面积定日镜塔式太阳能热发电技术路线:以小面积平面镜为镜场微元,利用分布式通讯和集群控制策略,构成几万台定日镜聚光效应,研究定日镜高精度聚光、分布式通讯、蓄热、效率优化、协同控制等关键技术。完成2平方米小面积智能定日镜的试制及测试;基于计算机控制系统自动实现定日镜的自动定位、高精度跟踪、在线自动校正;分析了以小面积定日镜为独立跟踪单元,利用分布式通讯和集群控制策略的大规模定日镜控制策略实现数万台定日镜的跟踪控制;分析镜场能量各影响因素间的相互关系,计算聚光集热的最优塔高、坡度、镜间行列间距等镜场参数,形成规模化镜场布局结构优化软件,平衡镜场效率与土地利用率之间的关系;完成了小面积定日镜的镜场效率优化:通过计算、实验得到设计点光热转换效率为46%,峰值效率为59%;开发了太阳能电站整体协调控制通讯系统软件;完成了吸热器的设计、研制及热力系统工艺路线设计。

范多进 教授级高工 (兰州交大国家绿色镀膜工程中心)

“光伏光热联合供能(PV/T)关键技术研究与示范”项目的课题由兰州交大国家绿色镀膜工程中心有限责任公司、西安交通大学、中国科学技术大学、中国人民解放军海军工程大学、浙江工业大学承担。项目的目标是:1)掌握反射式的高倍聚光、抛物面低倍聚光和菲涅尔三种不同的光伏光热联合供能;2)完成关键设备研制和三个示范系统的建设;3)掌握1MW光伏并网逆变系统,百瓦级光伏并网逆变系统,实现小批量示范。目前课题一进展情况:1)高倍式的聚光光伏热电联供协同示范,已完成碟式相关系统的结构设计;2)完成碟式聚光镜的设计,目前已经研发至第三代产品;3)完成碟式聚光器支架的设计及跟踪系统:分别做了两碟和八碟的测试系统;4)完成电池冷却技术,研究高效的液体散热器满足聚光倍数大于1000时电池表面温度低于100摄氏度的要求,同时满足冷却工质的温度不大于80摄氏度;5)研究了抗干扰高精度传感器光电跟踪控制系统。申请专利1项;课题二的进展情况:1)CPC及其跟踪单元的设计;2)PVT单元的理论设计;3)完成测控系统的方案。课题三进展情况:1)碟式系统发电中相关的板结构设计;2)碟式聚光器镜面的结构设计;3)碟式换热器的结构设计;4)研制了喷射级平板型微通道传热装置,并进行相关实验;5)完成碟式双轴跟踪装置设计及安装,搭建两套碟式高倍聚光系统;6)完成菲涅尔式水冷换热器结构设计等。课题四进展情况:研究了防孤岛技术、低电压穿越技术及最大功率点跟踪范围等。课题五进展情况:完成了微型并网逆变器等。最后,简要介绍了兰州大成公司的相关情况。

8月12日下午 太阳能热发电装备技术

吴宏鹏 (广州市保全普美建筑材料有限公司经理)

主要介绍了保全(Microtherm)高温绝热在光热太阳能发电系统中的应用。Microtherm 是 Etex集团下属公司,长期致力于各种高温绝热的解决方案。Microtherm是高温绝热产品的全球供应商,市场产品涉及低温和常温隔热(在家用电器、物流设备和建筑保温领域)、被动防火(如在建筑、海运、铁路和航空领域)和高温绝热(如在运输、家电、工业、电力、航天和国防领域)。接着介绍了微孔绝热技术。与最好的传统高温绝热材料相比,对于相同的热损失,Microtherm高温绝热材料仅需1/4的厚度,因而有省空间、节能、容量大的优点。Microtherm的微孔绝热设计的特点是,针对固体热传导,采用纳米材料;针对气体热传导,控制合适的材料体积密度;针对红外热辐射,增加阻光计;针对气体热对流,采用微孔结构,使得孔隙率>90%。Microtherm高温绝热产品有多种结构形态,满足不同的应用需求。Microtherm高温绝热产品在全球的太阳能光热发电站中已有广泛的应用。

郭明焕 博士(中国科学院电工研究所)

主要介绍了带几何误差定日镜的一般方位-俯仰跟踪公式及其性质。定日镜的4种典型双轴跟踪方式是,固定轴指向目标位置的自旋-俯仰跟踪、固定轴竖直向上的方位-俯仰跟踪、固定轴水平放置的俯仰-倾斜跟踪,以及极轴式跟踪。自旋-俯仰跟踪适合于与纠像差的非球面结合,提高平均聚光性能,跟踪结构的成本较高,不适合大规模应用。方位-俯仰跟踪是应用最为广泛的定日镜双轴跟踪方式。俯仰-倾斜双轴跟踪方式,有利于布置较为紧密的定日镜场,提高地面利用率,澳大利亚国家太阳能研究中心的两个塔式系统,采用的就是俯仰-倾斜双轴跟踪方式。极轴式跟踪只适用于单个定日镜应用,不适合用于塔式电站的定日镜场。

方位-俯仰跟踪定日镜的典型几何误差有镜面偏心距,立柱倾斜的方位角和偏角,两个旋转轴的非正交偏角,镜面平面相对俯仰轴的不平行偏角,两个旋转轴的零位误差(角度),即1个距离误差参数和6个角度误差参数。

报告首先针对定日镜的镜面偏心距,给出了精确的入射角修正因子,解析表达式可通过求解4次代数方程组得到。为了计算的简洁和方便,又给出了高精度近似解,其精度与理论解几乎无差异,进而给出了定日镜镜面中心准确法向量的表达式。在把镜面中心定义为定日镜旋转中心(2个旋转轴的交点)在镜面平面上的垂直投影的前提下,镜面中心的法向总与旋转中心到镜面中心的连线共线,与具体的双轴跟踪方式无关。

有了镜面中心的准确法向,再经过对应于6个角度误差参数的一系列坐标旋转变换,就可以导出含镜面偏心距和其他典型几何误差参数定日镜的一般方位-俯仰跟踪角度公式。报告中,给出了经过整理和简化后的完整方位-俯仰跟踪角度公式,只涉及若干步简单的数学计算。

报告还介绍了该一般方位-俯仰跟踪角度公式的一些重要的参数性质。最后,报告人还列举了国际同行对相关工作的认可评价。

Cayetano Hernández 博士(Sun to Market Solutions,S2M)

报告的题目是“国际太阳能热发电市场展望”,主要介绍了S2M公司的业务概况、世界太阳能热发电的状况、一些主要国家/地区的太阳能热发电市场情况、中国的太阳能热发电市场,以及对中国太能热发电市场的一些建议。

S2M应对CSP行业中对可靠和独立的技术支持和工程服务增长需要而成立,是面向全球的太阳能热发电行业顾问公司,拥有分布在三个大洲的技术经验深厚的工程师团队。在过去5年中,公司为超过30个国家做了详细的研究和分析,在太阳能行业赢得了一流的声誉。公司目前是国际上多个重要的太阳能热发电组织或机构的会员。公司的工程和咨询业务覆盖电厂选址识别和评估、太阳能资源分析、可行性研究、生产研究和风险分析、聚光场的概念布局和规模优化、关键组件的技术规格、供应商选择支持、EPCM 和O&M合同准备、金融建模、投标评估和准备、RFPs的成本估计。

目前世界太阳能热发电的主要市场在西班牙、美国和中东-北非地区。西班牙在运行的电站有45座,总容量2053MW。美国电站的总容量是510MW,中东-北非地区的总容量是175MW。一些新兴的太阳能热发电市场在南非、南美、澳大利亚、印度和中国。中国计划到2015年建设1000MW光热电站,到2020年建成3000MW光热电站。目前全球光热发电市场中,按总电站容量排在前10位的国家依次是西班牙、美国、阿拉伯联合酋长国、阿尔及利亚、埃及、摩洛哥、澳大利亚、智利和泰国,总装机容量是2755MW。

到2013年,全球约有3GW 的CSP电站在运行。根据学习曲线和建模分析结果,到2020年,度电成本将会降到10-12欧分。

中国西北地区的太阳辐射资源较好,适合太阳能热发电的5个主要省份是新疆、西藏、内蒙、青海和甘肃。报告还分析了中国光热发电在经济性、气候条件和政策方面的一些困难。

报告最后的2个结论是:1)传统的太阳能热发电市场在西班牙和美国,期望的真正市场在摩洛哥、阿拉伯联合酋长国和南非,潜在的新兴市场在中国、印度、沙特阿拉伯、智利和澳大利亚。2)中国光热发电潜在的总装机容量约为16000GW,发电潜力约为42000TWh/年。可通过电站的规模效应降低成本,也可以多种能源综合利用。

刘宇 博士(中国科学院电工研究所)

介绍了中科院电工所皇明联合实验室在槽式高温太阳能集热管方面的研究进展,主要介绍了在增透涂层、抗污自洁涂层和集热管结构改进方面的研究进展。新结构槽式集热管的改进,主要通过提高玻璃外管的透过率,提高可吸收太阳辐射部分占总管长度比例等方式,提高了集热管产品有限利用率。

采用溶胶凝胶法制备增透膜,尤其适合在槽式集热管这样的非平面器件上双面制膜。镀膜后,平均透过率96%-97%(300-2600 nm)。湿冻实验、耐酸浸泡实验和耐摩擦实验结果显示,膜层的性能良好。

亲水防污纳米薄膜(SQ-301)耐候性能测试数据(300~2600nm)显示,新的防污涂层,能提高玻璃片和铝片的自洁净能力。

目前的波纹管结构从原来5个波纹减少到3.5个波纹,提高了集热管有限利用率;增加了波纹管波峰高度,降低波纹管的轴向刚度,增强了集热管的可靠性能。经机械疲劳测试,新波纹管能够达到10万次使用寿命。

 优化了玻璃与金属封接件的结构长度,经过焊接测试及排气工艺,提高了集热管有效利用率约0.25%。新设计的端盖结构设计出凹槽结构,焊接部位在凹槽处,可以减少端盖占集热管中长度的比例。

电工所建立槽式太阳能集热管热损测试平台,正准备进行CNAS认证,可为厂家进行测试。

魏秀东 副研究员 (中科院长春光学精密机械与物理研究所)

主要介绍了5种太阳能热发电测量设备研发进展,这些设备分别是槽式曲面镜检测设备、槽式聚光器拼接面形检测设备、定日镜拼接面形检测设备、高焦比太阳模拟器设备、全自动太阳辐射测量设备。

基于条纹反射测量技术,研发了槽式曲面镜检测设备样机,可对各种柱面镜进行检测,具有自主知识产权,已经实现产品化。基于吸热管实际与理论成像重叠的测量原理,研发了槽式聚光器拼接面形检测设备,可用于指导聚光器装调及后期维护。具有自主知识产权,目前处于试验阶段,近期可实现产品化。基于快速角点测量技术,研发了定日镜拼接面形检测设备,可用于指导定日镜的装调及后期维护,目前处于试验阶段,近期可实现产品化。研发了大功率高焦比太阳模拟器,用于实验室内模拟高能流密度的太阳光斑。具有自主知识产权,已经实现产品化。对于研发出的10KW高焦比太阳模拟器,80mm靶面内光能10KW,平均聚光比2000,平均能流密度2MW/㎡;60mm靶面内光能7.2KW,平均聚光比3000,平均能流密度3.65MW/㎡;可用于碟式、塔式吸热材料的试验。研发了全自动太阳辐射测量设备,用于测量太阳直射辐射、总辐射和散射辐射等。具有自主知识产权,已经实现产品化。太阳跟踪器跟踪精度优于0.1度,可同时搭载多个太阳辐射总表和直射表。全自动太阳辐射测量设备已成功在我国多个地区使用。

余强 博士(中国科学院电工研究所)

阐述了基于定日镜场多点聚焦条件下吸热器腔内能流密度分布的分析和改进。以北京延庆八达岭塔式光热电站的聚光场和吸热器为研究对象,分别计算模拟了3个典型日(春分日、夏至日和冬至日)定日镜场在中心聚焦模式下在吸热器各个接受面上的聚光能流密度分布,得出的结论是:1)入射能流密度主要分布在吸热器腔内两侧及背侧面;2)最高能流密度分布在背侧面中心处;3)能流密度分布及其不均匀。若非中心点聚焦建模,定日镜场相应分组后,模拟结果显示:1)能流密度分布位置随时间变化不大;2)不同区域能流分布位置相对固定;3)能流密度分布极其不均匀。

谢胡凌  博士(西安交通大学)

介绍了关于太阳能光伏光热系统聚光与跟踪单元的研究成果。在太阳光伏光热系统(PV/T)中,采用聚光技术,可降低系统成本,提高热能品质;对于几何聚光比大于3的聚光器,需引入跟踪器,跟踪精度高,增加成本;根据复合抛物面聚光器(CPC)低跟踪精度要求、不遮挡入射光特点,PV/T采用CPC聚光。报告详细介绍了CPC聚光器设计与分析方法。在跟踪器设计方面,采用近似单轴跟踪设计,不同地方的调节值,根据当地的情况计算,总体上可由近似单轴跟踪方法实现。还搭建了实验台,用来测试和验证CPC聚光器设计和分析结果。

胡 亮  (湖南科技大学)

介绍了一种圆柱型光电探测器聚光特性研究进展。跟踪控制系统的目标使得集热器的轴线或者法线方向与太阳光线平行。跟踪方式有视日跟踪(程序跟踪)、光电跟踪(传感器跟踪)、程控+光控3种方式。课题主要研究内容分“选择光敏元器件”、“探测器参数确定”、“探测器仿真验证”、“样品制作与实验调试”四部分。具体的工作是设计一个探测光强分布的装置,能够提高聚光器对太阳光线的跟踪聚光能力,达到提高发电效率的目地。探测器的工作模式基本就是一个光电传感器工作模式,把检测到的电信号转化为数字信号,然后通过单片机或者PLC处理器对信号处理得到目标信号。课题的关键技术创新是圆柱型光电探测器前端是新增的透镜,且跟踪透镜的聚光分析结果,制定相应的跟踪控制策略。

Jeroen van Schijnde  (Rioglass太阳能公司)

介绍了Rioglass公司生产的太阳能热发电站用钢化玻璃反射镜。Rioglass公司在钢化玻璃反射镜制造方面具有世界领先技术优势,钢化玻璃反射镜的平均反射率大于93%。Rioglass于2007年进入太阳能热发电市场,依赖其在汽车玻璃制镜领域的多年技术积累和在西班牙第一大光热发电市场的地理优势,Rioglass在光热发电领域,特别是槽式光热电站的反射镜市场也取得了骄人业绩,宣称目前已经完成1.75GW的反射镜发货量(含在建项目)。Rioglass公司目前正在积极筹备设立中国分公司,将于今年正式成立。Rioglass的主打产品是槽式反射镜,占其总产能的90%左右。但目前,其产品类型已经覆盖塔式定日镜、碟式聚光镜、菲涅尔反射镜、聚光光伏等多种不同类型。在中国市场方面,Rioglass此前也已为中广核德令哈太阳能光热发电技术试验基地槽式1.6MW示范回路项目供应了反射镜产品。

8月13日上午 国家自然科学基金专题讨论会

徐超 博士 (中国科学院电工研究所)

基于熔融盐的特点介绍了现有熔融盐双罐直接/间接储热和单罐储热的优缺点,针对单罐斜温层储热系统流动与换热过程进行了研究。首先研究了单罐斜温层系统的热性能。并对单罐斜温层进行了建模,数值模拟了不同传输关联式对其特性的影响;给出了罐高度与熔融盐在中心线处温度的关系曲线,结果显示模拟结果与实验结果基本一致;还考察了不同的填充颗粒导热系统对斜温层充放热性能的影响程度;其次,研究了不同的结构参数和工作参数,如不同的罐体高度对熔融盐输入输出变化、斜温层变化及其他性能的影响,通过上述变化规律可以指导优化斜温层的设计;另外,还考虑了罐体保温、停机状态斜温层扩张对斜温层的影响情况。然后,研究了充放热过程中填充颗粒属性变化对温度的影响情况。基于新的物理模型研究了放热时不同位置颗粒温度变化、颗粒内部温度变化、颗粒直径的变化、颗粒材料的变化对斜温层温度变化的影响。最后,利用相变材料的低成本、高密度等特性代替固体填充颗粒,在修正前期模型基础上,模拟结果和实验结果一致。

洪慧 副研究员 (中国科学院工程热物理研究所)

虽然我国目前太阳能热利用市场规模巨大,但热利用率占一次能源供应比重不足1%,难以满足我国节能减排重大需求,迫切需要规模化太阳能热发电技术。由于太阳能独立热发电系统较高的成本,太阳能与化石燃料热化学互补成为解决途径之一。而中低温太阳能热化学互补成为新的切入点,发掘化学能可用能潜力,提升中低太阳能集热作功能力。从聚光源头,首次建立能源互补品位耦合方程,揭示了从太阳能集热到燃料转化再到卡诺循环的能量转化本质,以及燃料、Gibbs自由能、太阳能、热能之间最大作功能力基本关系。基于以上理论基础研究,从太阳能与化石燃料品位耦合思路出发提出中低温太阳能驱动化石燃料转换,研制了国际首套中低温太阳能燃料吸收反应器:抛物槽聚光镜:开口面积30m2,聚光比70,焦线宽度约45mm,聚光集热装置功率15kW,聚光集热温度240~300℃,同时提出太阳能吸热器/反应器一体化设计方法。通过实验验证,首次获得辐照强度与反应速率实验关系式,揭示了太阳能热化学动力学规律为太阳能聚光与燃料转换的耦合方法提供依据。实验结果显示热化学效率为30%~50%,发表国际期刊论文7篇。在太阳能与化石燃料互补系统集成方面,研发国际首套太阳能热化学互补发电系统实验平台,合成气产出:10-16 m3/h;中低热值发电:10kW;研发太阳能与甲醇互补内燃机发电系统技术,太阳能净发电效率可达25-30%,投资4000-6000元/kW,开拓了太阳能热发电系统低成本的途径。在太阳能与燃煤热互补方面,太阳热能借助大规模高效汽轮机,大幅度提高净发电效率间接产生蒸汽作功,避免了高温真空吸收管技术瓶颈互补发电,可以取消蓄能,成本降低。光煤互补可实现年均净发电效率17~19%;高于单纯太阳能槽式热发电站SEGS系列的年均净发电效率10~14%。此技术将应用于我国首座 MW级光煤互补示范电站。最后,在塔式太阳能热发电系统方面,提出的双级蓄热成功应用于国内首座塔式太阳能热发电示范电站中。

吴玉庭 教授 (北京工业大学)

熔融盐由于其压力小、传热能力强、使用温度较高、经济性较好、安全可靠等优点是理想的高温传热工质。目前世界上总共有17座槽式电站采用大规模熔融盐储热技术(共850MW)。课题组对熔盐进行了详细深入地研究:1)熔盐光滑管内受迫对流换热研究,建立熔盐受迫对流传热试验台,实验获得了硝酸锂和三元混合硝酸盐熔盐管内受迫对流换热系数,并联合美国橡树岭国家实验室的三种熔盐(三元硝酸盐、两种氟化盐)试验数据,获得了熔盐光滑管内受迫对流换热的通用试验关联式,同时与经典关联式进行了对比。2)熔盐横纹管内受迫对流换热研究。试验获得了三种结构参数横纹管内熔盐受迫对流换热和流动阻力系数,获得了通用横纹管对流传热和流动阻力系数试验关联式,给出了不同结构参数横纹管传热强化比。3)在双罐和单罐熔盐显热蓄热以及相变蓄热装置中存在熔盐自然对流现象,对熔盐自然对流换热机理研究可为熔盐蓄热装置设计提供理论指导。(1)建立了微细金属丝表面熔盐自然对流换热试验台,测试表明,恒温炉内温度分布较为均匀。(2)水平圆柱表面熔融盐自然对流传热实验研究,小Ra数下熔融盐的自然对流传热与考虑粘性耗散的Fand关联式符合较好,但相比于空气与水的实验结果偏差较大。此偏差来自于盐槽内的微对流。(3)不考虑微对流情况下的小Ra数下熔融盐的自然对流传热计算结果与考虑粘性耗散的Fand关联式符合较好,不考虑盐槽内的微对流情况下的小Ra数下熔融盐的自然对流传热:圆柱直径越小,自然对流传热系数越大。(4)考虑微对流影响,圆柱表面自然对流传热结果与Fand关联式相比较,其偏差逐步从负偏差向正偏差过渡。证实了小Ra数下熔融盐自然对流传热可以用考虑粘性耗散的Fand关联式预测。 4)水平方管内熔盐混合对流传热的数值模拟。(1)不考虑壁面导热情况下,数值模拟得到了不同表面加热时不同位置处截面的速度分布和流线图,研究发现不同表面加热时自然对流的影响不同,侧面加热时最强,底面次之,顶面最弱;且在相同的底面加热热流密度下Ri数会随着Re数的增加而减小;在相同Re数下,Nu数会随着Ri数的增加而增加;整体上Nu数也会随着Re数的增加而增大。(2)考虑壁面导热,研究发现,不考虑壁面导热的局部努谢尔数大于考虑壁面导热的;考虑导热系数Nux在更早的位置开始增长, Nux增长的趋势更加平稳。5)混合熔盐的配制及热物性。(1)先后配制了130种混合熔盐,获得了满足槽式和塔式不同温度段太阳能热发电的传热蓄热优化熔盐配方;(2)配制成功了低熔点熔盐,将熔盐熔点从220摄氏度降低到了最低84摄氏度,而最高使用温度仍可达到550摄氏度以上(3)配制了最高使用温度高达800摄氏度的高温混合熔盐。最后通过试验测定了不同混合熔盐的热重曲线和升降温DSC曲线,获得了不同配比混合熔盐的熔点、凝固点、比热、分解点、熔解潜热等热物性参数,获得了混合熔盐比热、密度和粘度随温度变化的试验关联式。6)槽式聚光集热系统的熔盐传热蓄热。已在自主研发的低熔点熔盐代替导热油做为吸热传热工质,在槽式系统中成功实现了循环,已运行5000小时,经过了数百次启动、停止和运行循环试验。并且采用超声波流量计实现了熔盐流量的准确测量,与通过水-盐换热推算流量误差在±9%以内,获得了不同温度,不同频率下熔盐的流量和泵功耗。

单螺杆膨胀机的研究:1)开发了四种型号单螺杆制冷压缩机,通过调整螺杆、星轮与壳体间隙,提高建工精度,膨胀机效率从36.14%提高到60.12%;2)对压缩空气单螺杆膨胀机性能进行了试验。建立了三个压缩空气单螺杆膨胀性能试验台;分析研究了压力及转速对单螺杆膨胀机性能的影响;3)以水蒸汽为工质进行了单螺杆彭胀机的性能试验,获得了转速、压力对单螺杆膨胀机技术经济性能的影响规律,结果表明,水蒸汽单螺杆膨胀机效率明显高于压缩空气,达到了66%,膨胀机最优转速也明显高于压缩空气,达到了3400r/min;4)提出了单螺杆膨胀机有机朗肯循环低温热源发电系统方案,分析比较了工质、循环流程结构、运行参数等对系统性能的影响规律,获得了适合不同热源单螺杆膨胀机优化方案。建立了ORC实验系统,初步获得了实验数据;5)研制单螺杆膨胀机余压发电系统,且首套单螺杆膨胀发电机组拟安装在中石油西气东输管道公司郑州分输压气站,压气站将提供以下配套设施:天然气工艺系统接入、供配电、压缩干燥空气、接地系统等。

雷东强 博士 (中国科学院电工研究所)

首先,介绍了本项目的背景意义及研究内容,其次,汇报了项目的研究进展与阶段成果:1)测试相应材料的热膨胀系数,完成多种玻璃与金属匹配、非匹配封接实验和封接残余热应力测试实验;建立封接残余热应力有限元数学模型,通过实验和理论分析,完成残余热应力形成规律及其影响因素,并优化封接材料、结构及其工艺。2)完成集热管在槽式系统运行的36米实验测试系统搭建;建立了集热管在周向非均匀、稳态热流边界条件下集热管传热数学模型,完成了采用Monte Carlo光线跟踪方法得出集热管承受的周向非均匀太阳辐射热流密度分布的边界条件,目前实验测试与理论分析正在进行中。3)建立了集热管在极端条件下集热管热-应力耦合三维数值分析模型,理论分析和实验准备进行中。本项目已发表相关国际期刊论文2篇(SCI&EI收录),国内期刊1篇,国际会议论文1篇(接收)。

8月13日上午 太阳能热发电系统研究

Wes Stein(澳大利亚国家太阳能中心项目经理)

主要介绍了澳大利亚太阳能热发电的现状及先进太阳能热发电过程的优势。首先对比介绍了全球太阳能光热发电(CSP)、风电和光伏发电的增长曲线,并在不同参数设置下预测了全球CSP的发展趋势。接着介绍了美国SunShot计划(2012)中设定的CSP成本下降目标,以及太阳能热发电站中各部分的目标成本比例。报告指出,若知道当地的太阳辐照资源,也知道发电热机的成本和效率,就可以通过降低聚光场的单位面积成本和提高聚光效率的方式提高效率,从而降低每度电的发电成本。还介绍了澳大利亚国家太阳能中心的研究规划和战略布局,以2个塔式太阳能聚光集热系统为平台,以储热技术核心,开展多种先进CSP技术研究,如工业用热的蒸汽生产、超临界蒸汽透平发电、太阳能复合燃气(SolarGas)的生产、高温空气循环发电以及超临界CO2循环发电,太阳能复合燃气又可用于发电、制氢和便于传输的液体燃料。

澳大利亚太阳能热利用研究学院(ASTRI)致力于示范一种降低CSP均化发电成本(LCOE)的途径,并且能够提供可调度的稳定电力供应。ASTRI 项目的总预算是8700万澳元,项目执行期为8年(2013-2020),项目分总体经济模型、关键问题研究和教育培训三大块。关键问题研究具体是降成本、提高容量因子、提高发电效率、使热发电产品增值。报告高屋建瓴的展示了ASTRI降低太阳能热发电成本的合理途径。

报告最后介绍了CSIRO (澳大利亚联邦科学与工业研究组织)的新型高性能低成本定日镜,以及CSIRO在太阳能热化学利用方面的重要研究进展和成果。

Markus Balz(SBP太阳能有限公司)

主要介绍了SBP公司在聚光式太阳能热发电的技术进步中所做的贡献。SBP太阳能有限公司是一家德国公司,是由施莱希伯格曼及合伙人创办的。SBP负责研发的世界最大的槽式集热器已经启用。SBP致力于古典和复杂的结构设计,主要从事轻结构的设计,如桥梁、托架和线缆结构、玻璃结构及所有相关领域。我们对所有材料和创新均持开放态度,寻求适合一个建筑项目的技术、经济和生态的解决方案。所有结构业务均在位于斯图加特的主要办公室,分支机构位于柏林及其与柏林理工大学的关系、纽约的sbp Ip、圣保罗和上海。SBP拥有强大的可再生能源顾问工程师团队,涉及的领域有气象学(光辐射和风数据)、光学、结构设计、软件开发(FEM-光学和太阳跟踪)、机械设计(驱动和热动力学)、电气工程(控制系统)和工业自动化。SBP涉足的太阳能热技术有碟式斯特林 / 碟式-聚光光伏、塔式、槽式、线性菲涅尔和烟囱塔式。SBP为以色列HelioFocus研发了500㎡大型菲涅尔碟式聚光器。SBP的斯坦穆勒150㎡金属托架定日镜具有优良的光学质量。SBP公司在新型高性能低成本定日镜研制方面也有重要的研究进展,定日镜和聚光场的优化设计是一同考虑的。在槽式技术方面,SBP曾设计了著名的欧洲槽、太阳槽和终极槽,欧洲槽聚光器的开口宽5.77米长12米,太阳槽的开口宽6.78米长19米,终极槽聚光器的开口宽7.51米长24米。SBP在持续研发和改进,槽式聚光器的尺寸大小对总体成本和性能是至关重要的。

刘思杰(法国电力集团中国研发中心)

主要介绍塔式太阳能热发电站的模型、实验验证及过程控制策略。法国电力集团(EDF Group)是世界能源领域领跑者,员工约16万人,3700万用户,年发电量6304亿度,营业额逾652亿欧元。公司业务涵盖电力系统的发电、输电、配电、售电各个环节。从2012年起,在可再生能源发电领域有重要的业务。法国电力中国研发中心(EDF China R&D Center)的主要合作研发领域及技术咨询服务涵盖化石能源清洁化、可再生能源(光热聚焦发电技术,光伏、风能、生物质技术研发)、数字仿真技术、电气配电工程、可持续城市规划,以及建筑节能及工业节能研发及应用咨询。在太阳能聚热发电项目方面,选择中国科学院电工研究所为合作方,以延庆八达岭塔式太阳能聚热发电实验电站为实验平台,研究对象有塔式蒸汽工质太阳能电站、熔融盐工质电站及储能装置和太阳能聚热联合循环发电系统;研究内容涵盖发电系统设计,数值模拟及过程优化电站关键设备的研发,电站系统运行及控制系统开发,电站实验设计、数据采集与分析。

王 艳 博士(中国科学院电工研究所)

主要介绍混凝土储热技术在太阳能热利用中的应用。报告分3大部分,即太阳能热利用中的储热技术、混凝土储热技术在太阳能热发电中的应用、混凝土储热块特性研究。首先介绍现有的储热技术及分类,然后是太阳能热利用中的储热技术。太阳能热发电主要采用中高温热利用储热系统,四种具体的储热形式是塔式双罐熔盐储热系统、槽式双罐熔盐储热系统、单罐斜温层储热系统和固体储热系统。中低温热利用储热系统主要用于太阳能建筑采暖,主要的形式有水箱储热和跨季节储热。德国DLR深入地做过3代混凝土储热的研究,美国阿肯色大学也做过深入的混凝土储热研究。报告最后重点介绍了中国科学院电工研究所在混凝土储热块特性研究方面的进展和成果。

黄圳 博士(西安交通大学)

介绍了抛物槽式太阳能集热管内混合对流换热的数值模拟。报告介绍了集热管内混合对流换热的数值计算模型,模拟了多种工况下的管内对流换热热性,并做了对比分析和解释。报告得出的结论是:1)层流时,在相同的Gr与Re下,处于非均匀热流(底部高热流密度,顶部低热流密度)的管内平均阻力系数与努赛尔数要大于均匀热流下的值。2)对于非均匀热流下的流动与换热问题,当浮生力较大时,底部高温流体像顶部流动,顶部低温流体向底部流动,形成明显的二次流,从而强化管内换热。3)对于层流,Gr=105-107时,非均匀热流下的混合对流换热的阻力系数比强制对流换热时的增加27%-170%,Nu提高50%-270%,对于湍流,Gr=1010-1012时,非均匀热流下的混合对流换热的阻力系数比强制对流换热时增加2%-165%,Nu最大可提高83%。

田斌守  教授级高工 (甘肃省建材科研设计院)

报告的题目是“太阳能建筑供暖储热技术研究”,主要介绍了甘肃省建材科研设计院承担的“基于节能建筑的太阳能储热、采暖技术研究与示范”项目,项目涉及对既有建筑节能改造的研究与实践,太阳能建筑储热-采暖系统原理设计和方案设计,高性能低成本储热混凝土的制备和实验研究,混凝土储热系统的开发和实验。储热系统由9m3储热混凝土、3m3水箱组成,可为建筑物提供16小时连续供暖。项目已经建成了100m2的热管式真空管集热系统和22kW屋顶光伏发电系统。正在进行的研究项目有1)严寒地区太阳能炕的应用;2)严寒地区新农村建设太阳能采暖技术研究应用;3)太阳能中温在建材工业中的应用;4)太阳能中低温储热材料及技术。

杨正 (中科院电工研究所—皇明联合实验室)

介绍了北京八达岭1MW塔式太阳能热发电仿真系统。报告分别介绍了八达岭1MW塔式热发电站仿真系统构成,聚光岛系统、蓄热系统、常规岛系统仿真平台搭建,电站控制系统仿真研究。

王启 (北京市太阳能研究所集团有限公司项目总工)

报告的题目是“减反射技术研究及桑达槽式直通管介绍”。报告介绍了减反射玻璃及5种减反射涂层的制备技术,其中浸涂液相刻蚀技术(coating-liquid phase etching)用于桑达槽式直通管的减反射涂层制备。用了减反射涂层后,直通管玻璃的透过率从原来的91.43%提高到96.03%。减反射涂层利用了光的干涉效应实现对光的减反射(即增透射)。经过对减反射涂层的耐酸性、耐碱性、盐雾实验和耐候性实验,桑达直通管的减反射涂层仍保持良好的光学性能。报告得出的结论是:1)制备的带有减反射膜的玻璃透在过率透过率250~2500nm达到96%;2)制备的多孔减反射膜粒径约为20~30nm,厚度100~120nm;3)自然耐候8个月透过率没有衰减; 4)闷晒实验表明,带增透膜的热管式真空管升温速度比普通管要快,得热量对比实验表明,带增透膜的热管式真空管集热量在低温工况下比普通管高5~7%; 5)2013年,与国内外客户签订槽式直通管销售订单900余支。

8月13日下午 973项目专题报告会

黄湘(中国科学院电工研究所 研究员,中国华电工程(集团)有限公司 总工程师)

主要介绍了太阳能热发电面临的重大科学问题及973项目进展,重点介绍了太阳能热发电在电网中的定位。传统电网的特点是:1)电力随发随用,不能储存;2)不同的用电体在不同时间段的用电量不同;3)经济发展量增加其动态变化加大;4)必须满足用户随时用电。目前电网的负荷特性是电负荷波动大,能超过50%,因此要求机组铭牌发电量高于最大地区用电量;平均负荷调节范围要大于实际负荷变化范围。电网满足用户的难度越来越大;同时,可再生能源发电增加了电网调节难度;不同电网中的发电形式种类都不同,影响电网的调节能力。实际上,国家经济越发达,电网峰谷差越大。好的发电形式应该是:负荷变化范围大;负荷变化率快;安全性强;效率高;排放低。因此,CSP是非常好的电网调节专用发电形式,CSP是电网欢迎的新技术。中美发电方式对比:1)中美总装机和发电量持平;2)三类中,化石燃料、水和核、可再生能源比例相近;3)不同的发电形式具有不同的负荷调节能力。可见,美国可再生能源的负荷容纳程度比中国大,美国的清洁排放比中国好,中国更需要可再生能源。传统碟式、塔式、槽式形式外,其他太阳能热发电形式多种多样。蓄能的应用、介质的变化,会使太阳能热发电形式变化。有菲涅尔、太阳烟囱、大碟式、益科博等多种发电形式。常规碟式、塔式、槽式形式也有不同的技术流派。影响太阳能热发电能力的三大要素:太阳能热发电的聚光形式;热能-电能能量转换过程中的介质特性;电站成组过程中的系统结构。太阳能热发电站在电网系统中的定位,即储热(能)时间,决定了三种电站形式。1)常规机组:储热1~2小时(水、油);2)变动负荷机组:储热6~8小时(熔融盐);3)调峰机组(相当于抽水蓄能):储热14~16小时(熔融盐)。好的太阳能热发电系统具备的4个特征:能量转化高效率、装置安全可靠运行、系统简单明晰、储能量大转化快。储热是太阳能热发电的最大优点,因此按照储能量的多少,可分为3类:1)无/少蓄热;2)中等时长的蓄热;3)长时间蓄热。无/少蓄热电站,在国际上已经成熟(如槽式发电和联合发电),直接发电,带基本负荷,符合不可调,电网不能调度。中等时长的蓄热电站,国际上正在研究和示范中,并已逐步取得成果并商业化, 6-8小时的蓄热量,直接发电,负荷可调(30%-100%),电网能部分或有条件的调度。长时间蓄热电站,12-16小时的蓄热量,也叫储热蓄能电站,具有调峰能力,可接受当地电网任何时间内的负荷调节要求。CSP电站可以像抽水蓄能电站一样发电和储能,(“储热蓄能”一词来自“抽水蓄能”),这种发电形式转换效率高,是平面型的“抽水蓄能”电站。与智能化电网配合,既可解决大规模发电问题,又解决负荷调节问题。彻底解决可再生能源如风电弃风和不能上网的难题。太阳能储热蓄能电站可调峰能力即为机组容量,但其发电过程是可再生能源的应用过程,并没有消耗电网中的电量。可再生能源发电中,基本只能承担基本负荷;承担变动负荷的可再生能源少了,而能承担调峰负荷的可再生能源只有具有“储热蓄能”的新型太阳能热发电。

结论: 1)973项目伴随着我国太阳能热发电的发展,从当初的从科学问题入手,到提高效率,提高蓄热能力,降低成本,使设想转化为应用。2)熔融盐的应用解决了储热技术难题。利用蓄热技术,使太阳能24小时连续发电,可根据电网要求按照指定的时间发电。3)利用蓄热技术,可再生能源在不可控的输入条件下,得到了可控的输出特性,满足了电网要求。这是太阳能热发电的优势。4)太阳能热发电是“技术+工程实践=成功”技术积累过程,不但需要理论和计算,更需要实践。太阳能热发电技术的电价空间需要通过工程建设、运行经验的积累得到。

卢振武 研究员(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

主要汇报了973计划课题一(太阳辐射高效聚集与镜场时空协同理论)的研究进展与成果。课题的主要研究内容是:(1)能流高效传输的非成像聚光机理;聚光场能流传输的动态分配机制;(3)聚光器及跟踪系统的适应性设计。课题的研究目标是:(1)建立聚光器与接收面间的高效聚光和能流传输的物理模型;(2)探悉聚光器结构与材料的环境适应性机制及跟踪误差自主纠偏机制;(3)建立新型高效聚光系统和高精度跟踪体系;(4)探索新型光学聚光曲面,并研制具有低成本前景的聚光器原理样机。课题拟解决的关键科学问题是:(1)揭示聚光过程中辐射能流矢量的时空分布规律;(2)阐明能流矢量的时空分布对吸热效率的影响机理;(3)探索太阳辐射可控传输及高效光热转换规律;(4)建立聚光与吸热协同设计理论。

本年度的工作进展如下:

1)完成了镜场优化设计软件(Models for Solar Field Design, SFDM1.0)的编写,可对镜场结构进行优化,分析电站发电量,模拟吸热器表面能流分布。解决了镜场聚光与吸热协同优化设计问题,即采用镜场分区控制,达到聚光与吸热协同。 2)完成了新型定日镜的光机电加工。基于非成像聚光理论,设计并研究了非球面定日镜的聚光特性,可有效提高镜场聚光比。新型非球面定日镜由100面小尺寸微弧面玻璃反光镜拼接而成。单元镜采用槽沉成形法加工,尺寸0.35m×0.35m,面形精度优于10%,成本低,光斑直径12cm。3)开展了定日镜跟踪精度测试方法研究。采用照像法检测定日镜的跟踪误差,对单台定日镜和多台定日镜,跟踪精度的检测方法不同。4)完成了定日镜跟踪和控制软件的编写。5)开展了聚光器检测方法研究,即槽式曲面反光镜面形测试方法研究,槽式聚光器拼接面形测试方法研究,定日镜拼接面形测试方法研究。

李增耀 教授(西安交通大学)

主要汇报了973计划课题二(吸热过程光-热耦合特性及复杂非稳态传热机理)的研究进展与成果。课题研究了:1)太阳能聚光器聚光特性,2)槽式太阳能吸热器内传热特性,3)塔式太阳能空气吸热器内传热特性,4)塔式太阳能腔式吸热器内传热特性,5)吸热器水动力学特性。采用蒙特卡罗光线追迹方法,计算多种聚光器的聚光性能。采用多尺度方法计算槽式太阳能吸热器内传热特性。采用蒙特卡罗光线追迹与有限体积法相结合的方法,在同一的网格划分模式下,计算塔式电站容积式空气吸热器的聚光-吸热特性。计算和分析1MW塔式太阳能腔式水工质吸热器的传热特性,涉及蒙特卡罗方法、裴波纳契法与乘同余法、管道内部流动沸腾换热,和腔体周围的空气流场。

丁静 教授(中山大学)

主要汇报了973计划课题三(高温传热蓄热过程多尺度结构中流动与传递规律)的研究进展与成果。太阳能热发电或太阳能的中高温利用中,高效储能是一项关键技术,而且储能不可或缺,且所占比重越来越大。显热、潜热和热化学是三种基本的储热方式。热化学储热中,甲烷与二氧化碳的重整由于热焓值高,备受重视。太阳能热发电涉及的传热材料有水、导热油、熔盐和液态金属。熔盐在相同的温度下,性价比更高,工作温度范围在300-1200℃之间。高温的传热储热过程中的效率低和可靠性及稳定性差是两个关键问题,因此今后的研究重点和目标是低成本、高性能的储热技术和传热材料技术。报告从四个方面介绍了课题的研究成果,即1)变物性传热及储热介质管内流动传热规律与强化机理研究;2)多孔介质中高温熔盐的相变与界面的动力学特征;3)多尺度结构中传热与储热介质的多相耦合传递机理;4)熔盐储热过程中热力学与动力学的优化和控制理论。课题三截止2013年7月30日,发表论文84篇,其中SCI/EI双检论文20篇,sci单检论文2篇,ei单检论文23篇,申请和授权发明专利15件。

徐超 副研究员 (中国科学院电工研究所)

主要汇报了973计划课题四(大规模太阳能热发电系统集成及调控策略)的研究进展与成果。课题总的研究任务是:1)非稳态光-热-功能量协同转换规律;2)规模化太阳能热发电系统节水型热力循环;3)光-热-功能量系统一体化模型建立及集成方法;4)非稳态太阳能热发电系统控制行为机制与安全应对策略。2013年的课题研究任务是:1)提出适合规模化太阳能热发电的新型热力循环并进行典型方案的可行性研究;2)完成塔式太阳能热发电系统的整体模型调试;3)展开塔式太阳能热发电系统的控制策略研究;4)完成热能储存岛性能测试的理论方法和测试平台;5)兆瓦级热功率熔盐系统试验验证系统的搭建和调试。2013年的主要研究成果如下:

1)塔式电站整体系统建模、仿真与设计。即研究了非稳态太阳能光热功能量转换过程的相互作用规律;建立了塔式热发电系统聚光岛、吸热岛、储热系统的非稳态仿真模型;研究了光热转化、热量传输、热量蓄存及热功能量转换调控机制。2)研究了非稳态下光┤醛功能量转化的稳态和动态热力特性,进行太阳能热发电站设计和集成研究,也研究了熔融盐斜温层单罐储热系统动态运行特性。3)研究吸热岛性能测试的理论方法和搭建测试平台。建立了塔式吸热器动态热性能评估方法,研制高热流密度、大口径吸热器能流密度测试系统。4)研究了一种适于低辐照调控的太阳能热发电联合循环,即针对传统太阳能热发电变辐照热力性能差、发电效率低的问题,提出了太阳能燃气轮机循环、蒸汽朗肯循环、氨水卡林那有机结合的三重联合循环发电系统。5)完成了兆瓦级热功率熔盐试验验证系统的设计和实验方案。

下一步的工作计划: 1)八达岭电站连续运行,掌握更深入的调控和集成技术;2)完成兆瓦级热功率熔融盐系统试验验证系统搭建和调试,研究熔融盐电站系统集成与调控技术。

吴建锋 教授 (武汉理工大学)

主要汇报了973计划课题五(高温传热蓄热材料设计与性能调控原理)的研究进展与成果,重点介绍了中高温储热材料及太阳能热发电相关材料的研究进展。课题研究的主要内容:1)高温相变传热蓄热材料体系构建规律与相界面效应;2)传热蓄热材料热物理性计算与测试方法;3)高温静态与动态下相变传热蓄热材料热稳定性、腐蚀性与环境效应;4)多孔储热材料微结构形成规律与控制原理;5)高温传热、蓄热材料的无害化制备与再生理论;6)轻质高强聚光器用高分子复合薄膜设计及其复合结构模拟。课题研究的目标是探索高温相变传热蓄热材料构建体系,揭示相变传热蓄热材料相行为与界面效应对传热输运的影响规律,发展高温传热蓄热介质的优化设计理论和制备方法,热物理性能表征。探索高温蓄热材料微结构及传热蓄热性能之间的科学本质,发展蓄热材料微结构可控的制备新技术。得出抗沙漠环境长寿命太阳能反射高分子薄膜材料的组成和制备原理。2011-2012年度研究成果主要有:1)获得高导热系数,高蓄热效率红柱石蜂窝陶瓷配方设计体系和制备工艺,掌握蜂窝陶瓷熔盐封装方法;2)获得混凝土材料在高温静态与动态工况下热稳定性、热疲劳和热腐蚀等化学物理特性及分子结构、相组成与性能的演变规律;3)建立Al-Si-Cu-Mg-Zn合金高温相变储热材料储热系统并采集相关数据、建立储热材料、传热介质及储热系统有限元模型;4)空心磁性导热微球表面接枝有机分子链,研究亲油的“导热磁球”和磁流变导热液;5)掌握制备颗粒尺寸均一、窄粒子分布的高活性的纳米银制备技术,初步研究出轻质高强高分子反射膜。2012-2013年度研究成果主要体现在以下几个方面:1)陶瓷储热、吸热和输热材料(堇青石蜂窝陶瓷储热材料、黄河泥质陶瓷储热材料);2)混凝土/熔融盐复合蓄热材料;3)轻质高强高分子反射膜(聚碳酸酯(PC)薄膜作为太阳能反射镜基础材料,表面再涂覆保护层,并通过调节保护层的组成,赋予自洁、抗磨、抗老化、增透功能);4) Si3N4-SiC吸热陶瓷材料及吸热器的模拟;5)各种系列的传热合金及性能参数;6) 复合强化导热流体的研究;7)莫来石-堇青石复合陶瓷管道材料的开发和应用。

黄湘 研究员(中国科学院电工研究所)

主要汇报了973计划课题六(规模化太阳能热发电系统的环境适应性)的研究进展与成果。课题分别对太阳能资源、气候环境、水资源、储热熔盐材料进行研究分析。课题完成了太阳能热发电站能值分析报告;建立了基于地理信息系统的全国CSP辐射、水资源、生态、地表及地质资源等的特征数据库,选址软件开发;建立槽式聚光镜场风环境数值分析模型,分析镜场效率和应力变化;建立了沙漠CSP空冷数值分析模型,研究光热电站变工况运行技术;提出高温熔融盐环境影响及再生机理研究方法;建立CSP聚光场土地遮阳率对戈壁沙漠生态环境影响实验测试台。课题下一步任务:1)距973项目完成仅1年,在完成课题前提下,研究更多地向应用靠拢。2)在现有研究基础上,以联盟名义,公布CSP电站建设热区的太阳能辐射数据。3)将本课题研究的基于地理信息系统特征数据的选址软件分为普及版和科研版,以联盟名义公布普及版。4)以联盟名义,加快CSP电站前期预可研、可研、初步设计深度标准的编制;在三个设计阶段除正常设计内容外,要求进行各专题报告的编制,包括:

   A、不同形式的CSP电站设计计算及方案确定原则(预可研);

   B、大规模聚光镜场抗风环境分析和抗风优化措施(可研或初设);

   C、地面风对镜场效率和发电量的影响分析(可研);

   D、有蓄热的CSP电站空冷方案及节水专题报告(初设);

   E、蓄热、储热介质的再生、回收及事故处理方案(初设);

   F、镜场遮挡对土壤、农作物的影响及栽培建议(初设,如需要);

   等等。 

8月13日下午 太阳能热发电系统集成技术

张劲柏 高级工程师 (法国电力集团中国研发中心)

法国电力集团是拥有3700万用户,员工16万人的一家涵盖发、输、配、售的电力系统跨国公司。目前与中科院电工所在太阳能塔式热发电方面进行了深入合作。基于Dymola和EDF自主开发的“Thermosyspro”数据库建立的八达岭电站模拟系统包括:镜场、吸热器、储能系统和发电岛;建立的镜场模块可将DNI值、定日镜坐标及其它定日镜几何参数等输入,并模拟吸热器口的能量分布。并且对镜场与吸热器效率实验和模拟结果比较显示:在水冷壁和过热壁温度、过热蒸汽流量、过热面温度方面二者趋势结果较一致,在镜子覆盖尘土及天气原因等影响下的平均效率为21%。通过在八达岭电站进行实验校正模型的精确性;最后在实验数据基础上对模型进行优化,引入热惰性模块、其它热损模块及控制系统。

蔡萌 (北京工业大学)

为了降低三元碳酸盐的起始熔点和拓宽碳酸盐的使用温度范围及降低成本,在此基础上,通过改变组分配比和加入添加剂对三元碳酸盐的物性进行改良优化。通过实验测试获得各熔盐的DSC曲线;分析得到熔盐的熔点、初晶点,分别对分析结果进行整理并优选熔盐样品;对优选的熔盐样品进行比热测试及热稳定性(包括分解温度和重复性实验)的分析测试;实验结果表明4号和6号盐的熔点在323℃左右,其分解温度基本在800℃左右,且比热与温度的线性拟合良好,热稳定性也较好,是一类具有一定研究意义和发展潜力的混合盐。

朱会宾 博士 (中国科学院电工研究所)

在现有四种聚光器面形检测方法中:摄影测量法、TOPHAT、激光偏折法及条纹反射法,条纹发射法由于其检测系统设备简易、检测精度高、检测速度快等优点受到了广泛的关注。首先,介绍了基于相移技术和时间解包裹相位技术的条纹反射法的检测原理;其次对检测系统中涉及的系统标定进行了描述,同时基于Southwell模型的迭代算法对面形重构进行了分析。最后,搭建了检测平台,并开发了相应的检测软件。

喻志强 博士 (西安交通大学)

以十四面体模型模拟多孔材料的结构,研究了在不同热边界条件下流动方向上多孔材料厚度对其流动与对流换热性能的影响。热边界条件有等热流、等壁温和变热流。当给定变热流边界条件时,考虑多孔材料固体内部的导热。研究结果显示:1)在给定等热流和等壁温下,随着周期数的增加,局部换热性能降低,压降增加,单位压降下的换热量降低;2)在给定局部热流从进口到出口逐渐降低的热边界条件下,随着周期数的增加,局部换热性能降低,压降线性增加,单位压降下的换热量沿程降低;3)在1-10的前10个周期上对流换热强烈程度最强的是给定等壁温,次之的是给定变热流,最差的是给定等热流。

屠楠 博士 (西安交通大学)

基于蒙特卡罗方法、流动沸腾程序结合FLUENT分别对饱和蒸汽太阳能腔式吸热器的腔体内部热流密度、沸腾管外壁温和吸热器对流热损失问题进行了理论研究。给出了沸腾管表面反射率的一种优化分布方式,改善了沸腾管表面热流密度和温度分布的不均匀性;研究了腔体其它表面反射率对吸热器热性能的影响:1)研究了腔体其它表面反射率对吸热器热性能的影响;沸腾管外壁温几乎不变,沸腾管表面热流密度略微增大;2)腔体壁面温度降低,吸热器运行更安全;腔体内部空气温度降低;3)吸热器热效率提高,沸腾管吸收更多的能量,产生更多的蒸汽。最后,通过对吸热器腔体结构进行拉伸,改善了沸腾管表面热流密度和温度分布的不均匀性,同时提高了吸热器的热效率。

戚吉祥 (西安交通大学)

以水工质腔式吸热器为研究对象,基于吸热器倾角、吸热器光能入口、吸热器管道布置及腔体吸热管道面夹角均可调为设计目标,提出了相应的解决方案,并对膜式壁热-流-固耦合应力进行了理论分析。模拟结果显示,膜式壁管间距的越大,膜式壁面最高温度越高;膜式壁管道背光侧应力较大,为危险区域;膜式壁的与管道连接处为最小应力区。

徐伟平 博士 (浙江大学)

首先介绍了现有镜面面形主要的检测方法:VSHOT、摄影测量法及条纹反射法。其次,利用三维扫描系统对碟式二次聚光镜镜面进行了检测,用扫描得到的三维数据进行光学模拟,与实验得到的数据进行对比,在考虑各种因素的影响上,基本上取得一致;利用理论模型进行相应的模拟,并与扫描数据和实测数据比较,评价其聚光性能的高低。通过扫描数据与理论模型几何结构的聚焦能流密度相对比的方法,可找到聚光性能偏离理想情况的关键原因,为聚光器的调节提供了参考。

周天学 (浙江大学)

由于斯特林机内部振荡流特点:流速高、空间小、压力高、频率相对较低。同时,当流动变化平率较高时,最大出现在靠近壁面处而非通道中心,即“环效应”。因此,有必要对斯特林振荡流特性进行研究。假定圆管内振荡流为非定常、不可压缩、正压的充分发展区域流体,基于复合速度模型结合Maple对速度方程求解得到不同动力Re数下流动截面的速度分布。最后,利用热线风速仪和PDA进行测量,结果显示热线风速仪的实验结果与分析解的误差较小。

月14日上午 太阳能热发电技术、经济和政策

谢宏 博士(克林顿基金会)

报告题目是“太阳能热发电的技术、经济与政策”。克林顿基金会由克林顿总统创立,旨在让全世界人民更为强大,共同迎接我们相互依存的各种挑战。采用‘商业理念’解决各种亟待解决的各种挑战。基金会属于非资助性、非倡导性的国际非营利组织,融合攸关政府和商业领域的核心因素,独立公正地提供创新型运营模式及市场化为主的应对策略。工作人员具有商业从业经验,具有强大的分析能力。基金会善于整合全球范围内的专家、资源及关系网络,所提供的咨询服务属于无偿性质,但需要基于合作伙伴的愿景及其合作意愿。

光热发电作为可调度的、可再生的电力生产技术,具有很大的潜力,对中国未来的能源供给具有至关重要的作用。光热技术经证明具有大幅度推广的优势,但因为缺少政府激励政策尚未得以全球范围内推广。相应地,光热技术应用的价格仍然无法与其他相对比较成熟的可再生能源技术相提并论。近期主要在南非和美国出台的光热推广扶持项目,已经说明光热应用的成本可以通过‘边学边做’的方式逐步降低。中国已经设立了未来光热技术推广的宏伟目标:2015年和2020年分别实现1GW和3GW的装机目标。应中国国家光热联盟和国家发改委能源研究所-可再生能源中心的邀请,克林顿基金会团队参与了光热技术产业化的前景分析课题,主要研究领域有:目前和未来光热技术应用的发电成本,并在此基础上模拟了适合中国的产业化发展策略;各种扶持机制对提高项目经济可行性的影响,光热产业化采用集中化规划推广的模式。该课题还考虑到了有关光热项目设计、实施及项目选择的有效机制。克林顿基金会团队跟不同的政府部门、发电企业和热衷该行业的参与者进行了深入的探讨,并将分析结果向能源局新能源司进行了汇报。克林顿基金会愿意是协助中方设计并实施光热项目所需的有效扶持机制和项目选择方法。

报告主要介绍了太阳能热电产业化推广的几个关键问题,即太阳能光热发电成本是多少?如何确保光热项目成功实施?特定的扶持措施对光热产业化发展带来什么影响?根据报告的结论,1)在电价成本方面,在没有任何激励政策的情况下,光热发电成本大约在1.1-1.4元/千瓦时/kW之间,但就中期而言,成本会有大幅降低。2)在政策扶持机制方面,各种税收优惠手段和优惠贷款可以作为所需电价的有益补充;太阳能园区有助于政府实现总体的光热推广目标。3)在项目选择方面,可以采用不同的项目选择机制,但是,制定好程序设计并充分考虑项目业主的顾虑将十分关键;项目采购招标和评标程序应该符合中国具体的情况和标准。

王朝阳 (浙江大明玻璃有限公司)

报告的题目是“国产化太阳能反射镜参与商业化CSP项目的准入门槛及标准分析”。报告首先介绍太阳能反射镜在CSP电站中的重要性。反射镜是集热场的最主要的部件之一,同时也是电站投资成本的重要构成之一,反射镜占CSP槽式电站建造成本的15-20%,占CSP塔式电站建造总成本的15%。反射镜是直接影响电站效率的核心部件之一,其自身品质和效率的高低也会直接关系到电站整个投资和收益。反射镜产品质量直接影响到电站的使用运行寿命,目前所有电站设计寿命全部在20-25年之间,因此要求反射镜的使用寿命也都要超过          20-25年。如果电站运行期间因反射镜质量出现问题,则会严重影响电站的设计寿命同时更换反射镜也会耗资巨大。反射镜作为CSP电站中的核心和基础部件,其设计和自身技术的革新也会很大程度影响CSP不同技术路线的发展。报告接着介绍了国外及中国太阳能反射镜制造企业现状。大明玻璃为中国最早生产太阳能反射镜企业; 平面反射镜生产线于2011年商业化投产,年产能达450万平方米,目前已经在为国内示范项目,以及国外多个著名光热EPC供货; 槽式反射镜生产线于2012年商业化投产,年产能达360万平方米,目前已经为国内多个示范项目,以及国外的商业化项目进行供货。国外CSP反射镜企业与国内CSP反射镜企业的优劣势对比如下。国外优势:进入市场早,占有绝大部分的市场份额,知名度较大;有成熟的运营和使用经验,技术和品质相对成熟,容易得到客户的认可。国外劣势:成本居高不下,不利于CSP电站整个投资成本的降低;产能较小,较难大规模扩张;有一定的技术壁垒,对于试验项目,尤其是国内的小型项目,兴趣不大;对于国内项目存在着运输方面的问题。报告还分析了国产化太阳能反射镜参与商业化CSP电站的准入门槛。国产化的太阳能反射镜,参与商业化CSP电站的相关准入门槛,可分为五个阶段。第一阶段:对公司整体的初步考察:包括对于公司的规模,产品定位,行业知名度,公司信誉度,以及对于CSP行业的具体了解,尤其是对于反射镜产品的认知度。第二阶段:对管理体系,工艺和技术的审核,在初步认可供应商具备制造反射镜的基础条件之后,才会对供应商进行具体的技术和产品审核。第三阶段:对于实际反射镜产品质量的认证和认可。这也是花费时间最长,最为复杂和关键的阶段。第四阶段:商业化示范项目的应用经验,即使产品的相关测试通过,并且最终也得到客户实际检测通过。对于某些EPC公司来说,在正式接纳为其供应商之前,还需要看到反射镜制造商是否有成功的商业化项目应用案例。而这也是目前国内企业最为缺乏的一点。第五阶段:商务条款的理解和接受,在相关技术和产品质量得到认可之后,能否进入EPC公司的供应商名单,还要最终取决于双方对于商务条款的理解和接受程度。报告接着重点分析了国产化太阳能反射镜商业化应用标准。制订标准的原则:1) 能够符合国际上目前对于CSP电站不同类型反射镜的通用设计要求; 2) 借鉴国外成熟的经验,结合中国本土制造业的特点; 3) 标准应该适中,不能过高或者过低; 4) 既能够满足设计方的使用要求,又可以推动制造行业的发展和进步,循序渐进。报告最好介绍了太阳能反射镜标准制定的重要意义。

陆钧 (中海阳能源集团股份有限公司)

报告的题目是“大能源趋势-光热页岩气联合循环”。中海阳能源集团股份有限公司注册资本1.4亿元人民币,是国家级高新技术企业,AA级金融信誉单位。公司型太阳能光伏、光热电站系统集成为主业,以聚光热发电镜场、光伏发电阵列及太阳能电站智能控制系统研发制造为配套的两级架构。公司主营产品是太阳能聚光热发电反射镜设备,产品特点是:1)原用超白浮法玻璃;2)生产线是国内首条从美国、日本、德国引进先进设备安装调试的太阳能聚光热发电反射镜生产线;3)所生产的槽式聚光镜,具备机械强度增加、可承担更大风荷载作用、等特点。

中海阳光热发电的主业务模式是1)电站太阳岛总包商;2)镜子/支架供应商;辅模式是1)前期开发协助方;2)光热电站建设投资方;3)光热电站运营方。报告重点介绍了公司的页岩气联合循环项目。联合循环电站的应用分三种应用模式,即开发早中期、开发中期和开发中晚期,根据不同时期的技术进展和实际需求做相应开发。

卢智恒 博士 (阿本戈太阳能技术(北京)有限公司中国区副总经理)

报告的题目是“太阳能光热发电技术和商业项目的最新进展暨化石燃料/太阳能联合循环项目的案例分析”。报告首先介绍了阿本戈太阳能公司概况及其技术研发情况。阿本戈太阳能是一家国际化的太阳能电力公司,旨在向市场提供经实践验证的太阳能发电技术,并运用这些技术开发、投资和运营太阳能电站。公司二十多年专注于光热和光伏技术的研发,全球超过1300位专业人员。目前公司有743MW电站(19座电站)处于运营阶段,近1GW的电站处于施工建设阶段。专有的太阳能技术包括塔式、槽式、储热、高倍聚光光伏和混合电站。技术研发确保了阿本戈的竞争优势,经历了3个重要阶段,即从技术研发,到实验电站或实际运行,再到商业电站。阿本戈在太阳能热发电的三个主要领域(塔式、槽式、储热)和高倍聚光光伏中都是领导者。公司的solucar太阳能基地作为成功的国际范例,是全球唯一一个融合了多种太阳能热发电技术的商业电站、试验电站及研发平台。报告还介绍了公司商业项目的最新进展。

颜健 (湖南科技大学机电工程学院)

报告的题目是“碟式光热太阳能电站土地植被的采光分析”。报告首先介绍了湖南科技大学在碟式光热太阳能发电技术进行的研究工作,具体地分别介绍了25KW碟式/斯特林太阳能热发电系统钢构机架的设计与研发、碟式聚光器视日跟踪控制系统的设计与研发、斯特林热机改型研究及其热电转换效率的提高方法。报告还介绍了碟式电站土地资源二次利用的初步研究成果,即分别介绍了电站土地资源利用的背景及其意义、地植被采光的动态遮挡数学模型、模型验证及土地资源的二次农业利用价值。项目的后续工作是:1)碟式系统钢构机架的风致振动及其控制研究;2) 碟式光热发电系统的光热最优匹配的研究;3)钢构机架动态自平衡装置的设计与研发;4) 碟式电站聚光器的采光有效利用率研究。

张鸿斐 (中国科学院电工研究所)

主要报告了太阳能能流密度测试仪研究进展。首先介绍了能流密度测量原理,有“CCD相机+朗伯靶”间接测量法,也有基于移动量热计阵列的直接测量法,也有混合测量法。PSA的聚光能流密度测量系统,就是基于移动靶混合测量法(直接法+间接法)的。西班牙的PSA也开发试验过移动朗伯靶间接能流密度测测量系统。中国科学院电工研究所也开发过移动朗伯靶太阳能能流密度测试仪(间接法),用于测量和表征位于北京延庆太阳能热发电实验基地的20kW太阳炉的聚光能流密度分布。电工所测量20kW太阳炉的聚光能流密度分布的测试仪,第一代样机采用的是旋转朗伯靶条板的模式,第二代样机采用平移朗伯靶条板的模式。报告还介绍了电工所能流密度分布测试仪的工作原理、构成和实验测试结果。报告人还设计了用于测量太阳能槽式聚光器能流密度测试仪,不过出于开发阶段,还没有形成样机。

王克振 教授 (兰州理工大学)

报告的题目是“太阳能跨季储热供暖系统模型与优化”。报告先后介绍了集热器动态效率模型,集热器评价模型,集热器灰尘影响模型,集热器方位角、倾角、间距优化模型,传热管路热损一维稳态及二维周期性非稳态模型,集热技术模型(分恒流模式、恒温模式和变温变流模式),防冻模式模型,储罐热损一维稳态模型,储罐绝热材料用量及热阻分析,储罐容积及绝热层厚度对优化结构影响,储罐优化结果,供暖末端性能对系统影响模型,系统效率模型,太阳能供暖系统的分类,太阳能供暖系统的储能时间优化,纯太阳能系统和太阳能热泵系统的成本比较,以及总成本优化曲线。结论是:1)集热面积空间成本的增加大于当量长周期存储成本增加;2)热泵的应用一是提高了冬季集热效率,二提高了储罐储热能力,二者收益抵消了热泵用电量增加的成本,使系统总效率提高、成本降低;3)经过优化,储热容积从14000立方下降到6000立方,辅助热源的应用及进一步优化可使储热容积下降到4500立方米。最后,报告还简要介绍了兰州理工大学太阳能跨季储热供暖示范工程项目。

月14日中午 论坛闭幕式

主持人:王志峰 (中国科学院电工研究所研究员,国家太阳能光热产业技术创新战略联盟 理事长)

朱俊生 (全国太阳能标准化技术委员会主任;国家太阳能光热产业技术创新战略联盟标准委员会专家组 组长)

本届三亚论坛到了第3天,会场上听会人员还很多,说明大家对太阳能热发电很感兴趣,也很重视。

①      前段时间在研讨可再生能源的路线图,可再生能源发电领域,有三种在规模上的观点:1)以前认为,可再生能源是“小兄弟”量级的,是辅助性的;2)可再生能源是一个非常重要的方向;3) 我们认为,我国2050年可再生能源的比例应该在64%-70%以上,而德国更甚,要在2050年实现弃核,禁烧煤。

②      根据风电、光伏和生物质发电的经验,光热发电要依靠技术创新和工程示范。光热发电很有优势,很有前景,可利用太阳能,容易储能,适合上规模(沙漠地区的面积很大)。光伏可小规模利用,可分布式利用。大家要下功夫,争取在2-3年内实现太阳能热发电关键技术的突破。要达到2个目标,首先是可靠,再是好的性价比。

③      我们要提高太阳能热发电的行业显示度,有为才能有位,社会才重视,才能做好。我们要重视和着手制定标准,出台考核产品质量的规范。我本人是太阳能热发电标委会的主任,太阳能光热发电联盟标准组的组长。目前,大明玻璃公司在玻璃反射镜的生产、测试和标准化推进方面做了很多工作,皇明公司在普及太阳能热水器方面做了很大的贡献,延庆太阳能热发电站很好普及了阳能热发电。

最后,祝大会圆满成功!

马重芳 (北京工业大学 教授)

海南的台风消失后,会场上的参会人员还很多,说明在王志峰博士的领导下,大家对太阳能热发电的行业有热情,能投入,有责任。西方国家正在进行第三次工业革命,包括太阳能热发电。我国也在进行着能源生产和消费的革命,太阳能热发电行业的兴起,“山雨欲来风满楼!”好比汽车在中国的发展,我国对汽车成本的降低做了贡献。在太阳能热发电行业,我们要尽快补课,把产业做大。目前部件或系统的可靠性和寿命问题已解决,效率也可以,关键是成本降低。

王志峰 (国家太阳能光热产业技术创新战略联盟理事长)

我们的太阳能热发电产业不能重蹈光伏产业的覆辙,要提前设计和规划,不至于行业启动后掉进陷阱。中国的地理环境与国外不同。中国的技术可靠性是否能保证?第一需要的是可靠和保证。一定要设定好质量的门槛,无门槛将会引起市场的无序竞争。没有合适的准入门槛,会进入各地政府批地、开发商拿地和投资商疯狂投资的怪圈。热发电市场,不能制只拼价格。国际上的标准系列,有IEC、IEE、ISO等。我们要重视和参与标准的制定,推动标准化。通过实践,实现标准。要有更多的企业参加,进行长时间的实验和改进,实现标准的科学性。非光热产业联盟的单位,也可以申请和加入联盟标准的制定。最终把成熟的联盟行业标准,上升为国家标准。行业需要的是高标准门槛下的竞争,避免无序投资。光伏行业的发展没有稳定的和长期的政策,开发商和投资商都很迷茫。CSP需要长期的和稳定的国家政策,这个对投资人很重要。这个需要社会各方面的呼吁和努力。大家要把太阳能热发电的行业蛋糕做大,要分享,共存。CSP也有难点,但不能放大难点,自信很重要。我们在行业外要乐观,对行业外要讲明CSP的优点,也要释放正能量。储能对CSP来说非常重要,没有储能,CSP就等于零。目前国内兰州理工大学、中科院电工所、北京工业大学和武汉理工大学等单位都在进行储热技术的研究。徐建中院士负责组织“十三五”973项目的申报,项目不仅对研究单位开放,对企业也开放。在863项目方面,正在进行国家“十三五”科技计划项目(课题)的征集。863项目“十二五”的研究经费已全部落实,用完。因此,2014年非常重要,行业各单位要多给国家相关部门提建议,利国利民。2015年所有项目都要定下来,2016年是“十三五”计划的元年。在自然科学基金方面,我们要讨论和酝酿太阳能热电的重大项目,当然也可以申请重点、面上和青年项目。所有形式的储能问题都难,太能热发电的储热将是“十三五”的重点方向。国内做储热的人也多,可以参加十月份丁玉龙研究员主持的储热大会。到时候,化工出版社的期刊《储能》将出版储热专辑。储热问题很难,成本高,最近50年,太阳能储热都没有大的进展。

感谢大家在本届论坛上的交流与分享!一个重要通知,明年的太阳能热发电三亚国际论坛将与SolarPACES大会合并,在北京举行,到时候大家再交流新进展、新成果!

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