龙腾光热:加快推动新一代调峰型槽式光热储能电站的大规模部署

时间:2023-02-13 21:14来源:太阳能光热联盟
  常州龙腾光热科技股份有限公司(下文简称:龙腾光热)是我国最早进入太阳能光热发电领域的行业开拓者之一,也是中国目前装机规模最大的槽式光热示范电站的开发建设者。作为行业中坚力量,在配储太阳能光热发电的风光大基地有序开发建设之际,龙腾光热按照国家“先立后破、安全降碳”的要求,目前正在加快推动新一代调峰型槽式光热储能电站的大规模部署,向客户提供“园区级光热+风电光伏”一体化零碳热电联产解决方案,服务国家“双碳”战略。
  龙腾光热总经理俞科先生表示,降低成本是促进光热发电行业进一步发展的抓手之一。龙腾光热在大开口槽式集热器、新型传热介质等领域已经有技术储备和研发计划。当前标准槽式集热器设计点功率在2MWth,第二代、第三代槽式集热器的单回路设计点功率会超过4Mth和6MWth,适用于熔盐介质的新型槽式系统单回路输出功率会大于10MWth,将会极大地降低土建基础、管道阀门、组装吊装的成本。新型的硅基传热介质经过系统性验证,后续将用于槽式系统,可以提高槽式系统熔盐储热密度30%~40%,节约熔盐采购成本。采用新技术后将可以开发单机组容量大于200MW的大型光热储能电站,常规岛的建设成本将大幅下降。
  “在未来进行整装开发建设规模化的光热电站中,我们预计,可见的技术和产业路径完全可以推动光热发电度电成本下降到调峰火电同等电价水平。”俞科介绍,针对风光新能源基地对太阳能光热电站的定位和功能不同,在电站设计方面龙腾光热提出了改变集热器布置方向,采用解耦运行模式等新设计方案。
  在探索技术创新降本路径方面,龙腾光热针对大规模调峰场景的优化设计主要有:
  第一阶段,5.77m集热器+导热油,实现有成熟技术的规模化效应,努力实现度电成本在当前基础上降低15%~20%。
  第二阶段:大开口集热器+硅基导热油,目标是度电成本在上一阶段基础上再降低20%~30%。
  第三阶段:超大开口集热器+熔盐,目标是度电成本在上一阶段基础上再降低15%~20%,接近调峰平价。
  俞科表示,槽式光热发电技术有其独特的优势:
  1、系统结构紧凑,组件较少,实现模块化制作且制造成本较低。
  2、系统运行稳定,维护成本低,若干回路即使停运仍可正常发电。
  3、采用高温熔盐工质、大开口槽式、超低热损等新技术,可实现系统效率提升,显著降低成本。
  4、当电站规模可以超过200MW以上,可产生显著的规模降成本效应,既可配合大容量机组,实现更高的发电效率,又适合与大容量风光发电匹配。
  为探索容量型槽式电站服务风光大基地,龙腾光热结合大功率槽式集热器和新型传热介质技术,提出了单机600MW槽式光热储能调峰电站的设计方案。
  该设计方案针对大规模调峰的调度方式,即白天时段光热电站只负责收集太阳能储存热量,期间不出力,让峰给光伏。下午约4点开始光热机组启动并快速达到满负荷出力,一直持续至晚上约11点,满负荷运行时间约6~7小时。之后光热机组负荷逐步降至零,脱网不出力,只保持旋转备用状态,直到第二天下午4点,如此循环反复。简而言之,光热机组负责作为晚高峰时段的支撑电源。
  该方案主要有五大创新点:
  1、采用开口大于8.5米的槽式集热器,以大幅降低土建、管道、控制系统和现场安装的单位功率成本;
  2、采用管径为90mm的集热管,以减少单个回路的流动压降,降低主循环泵的扬程要求;采用东西轴布置方式,以最大限度平衡全年各月度的热输出差异,并提高储能系统在各月份的设备利用率;
  3、采用新一代宽温硅油作为传热工质,免除冬季和晚间的防凝需求;
  4、采用解耦工艺流程,将集热储热和放热发电环节进行解耦,满足“白天集热、晚间发电”的调度方式;
  5、采用“平行镜场”设计理念,将集热场分为平行运行的两部分,分别换热至熔盐系统储热,在发电时再汇合进入一套SGS(蒸汽发生)系统,从而避免导热油系统最大管径的限制。
  俞科以乌拉特项目的资源条件为例加以说明,该单机600MW槽式电站的集热面积约为385万平方米,占地约15000亩,储热时长8小时,储热容量12000MWh。电站设计年发电能力为1993小时,按照上述大规模调峰的调度方式运行时,电站年利用小时数约为1700小时,全年晚高峰覆盖率为72%(以平均每天晚高峰时长6.5小时计),很好地满足大规模调峰的调度方式。目前该设计方案已经完成概念设计,后续可进一步结合边界条件的细节进行初步和详细设计。
  当前国家推进的戈壁沙漠风光大基地,普遍存在风大、沙尘多的气候特点,槽式技术抗风运行精度高,反射光程损失小,光热转化效率高,电站总效率提升空间大,电站调试周期短的优势可以充分发挥。
  通过不断技术创新实现光热发电降本增效,推动光热技术的商业化应用与产业发展,为全球节能环保创造更多价值是龙腾光热的企业愿景。我们一直在不断推动材料和技术进步,针对调峰储能的电网需求优化电站设计方案,降低初投资造价,适当平衡调峰容量和调峰电量的关系,不断在技术和模式上创新,更好地适配市场的需求。俞科表示,通过多年对光热技术的研究和能源供给消纳体系的理解,我们也坚信,槽式光热储能灵活性机组将来会以3x200MW或2X300MW等规模在西北地区逐步替代60万千瓦级调峰型火电机组,成为支持电网大规模消纳和外送风电光伏的中坚力量。
  龙腾光热确定再次鼎力支持拟于2023年2月26日~27日在甘肃省敦煌市召开的第十六届中国太阳能热发电大会,并将现场分享高温集热管产品、槽式光热发电技术以及分布式太阳能热利用系统解决方案参展。此外,还将进行龙腾光热主旨报告交流,诚邀嘉宾现场观摩和聆听。

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