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我们都是光伏人(太阳不仅给我们光,也给我们热)

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:风电齿轮箱   作者:风电叶片   浏览次数:118
核心提示:引言:自2016年启动首批光热发电示范项目以来,短短3年时间我国光热发电行业便取得了丰硕的成果,圆满达成了预期示范效果。2019年对于光热发电行业而言更是收获的一年。截止到年底,中广核德令哈50MW槽式光热发电项目并网1年半(2018年6月30日并网),首航节能敦煌100MW塔式光热发电项目(2018年12月28日并网)和中控德令哈50MW塔式光热发电项目(2018年12月30日并网)也已经并网满1年。2019年9月19日,中电建共和50MW塔式光热发电项目、鲁能海西格尔木多能互补示范工程50MW塔式光热

   

引言:自2016年启动首批光热发电示范项目以来,短短3年时间我国光热发电行业便取得了丰硕的成果,圆满达成了预期示范效果。
2019年对于光热发电行业而言更是收获的一年。
截止到年底,中广核德令哈50MW槽式光热发电项目并网1年半(2018年6月30日并网),首航节能敦煌100MW塔式光热发电项目(2018年12月28日并网)和中控德令哈50MW塔式光热发电项目(2018年12月30日并网)也已经并网满1年。
2019年9月19日,中电建共和50MW塔式光热发电项目、鲁能海西格尔木多能互补示范工程50MW塔式光热发电项目并网;12月29日中电工程哈密50MW塔式光热发电项目并网;11月6日,兰州大成敦煌熔盐菲涅尔50MW光热发电项目倒送电一次成功,并已开始化盐工作;12月29日,中核龙腾乌拉特100MW槽式光热发电项目送电一次成功。
光热发电产业的发展对于我国能源供给侧结构性改革具有重要意义,是推动能源改革和能源转型的重要抓手。
但是,作为一个新兴行业,光热发电还不为大众所熟悉,且常常被误认为光伏发电。
近期,银湖新能源战略研究中心将陆续发表系列文章,介绍光热发电产业及其发展的成就与面临的挑战。
文/李静云 韦福雷 中国(深圳)综合开发研究院银湖新能源战略研究中心太阳能取之不竭、用之不尽,是目前地球上可开发的、规模最大的清洁能源。
太阳能主要有光热和光伏两种利用形式。
尽管光热与光伏从发电原理、技术路线、产业链到实际减排效果都截然不同。
但是,人们还不熟悉光热这一新兴太阳能利用技术,常常将其与光伏混为一谈。
由于被误解太深,光热是时候喊出自己的口号了:我就是我,不一样的Power!一、发电原理不一样,“光—热”VS.“光—电”光热发电的实质是“光—热—功”转化,光伏的发电的实质是“光—电”转化,两者发电的原理截然不同。
图1 光热与光伏发电原理对比图注:光热发电聚光用的是定日镜,光伏发电用的是太阳能电池组件。
光热发电的实质是“光—热—功”转化。
光热发电站由集热系统、储热系统和发电系统构成。
光热发电是利用大规模定日镜组成的集热系统收集太阳能加热介质,高温介质与水进行热交换产生高温高压蒸汽,推动汽轮机等常规设备进行热功转化驱动发电机发电。
光伏发电的实质是“光—电”转化。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的技术。
光伏发电的关键元件是太阳能电池,太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器、逆变器等部件就形成了光伏发电装置。
二、稳定性不一样,能否驾驭这只“鸭子”光热发电配备储能,具有良好的稳定性,完美地解决了光伏发电不稳定的问题,并且与光伏等电源组合能够有效地促进消纳。
光伏发电受太阳能自然属性和储电装备技术滞后的双重影响,具有随机性、波动性等特点。
光伏发电在中午达到高峰,傍晚随着太阳落山而停止发电,但是晚上的电力需求却急剧上升。
光伏发电的大量应用会导致电网内其他发电方式(以火电为主)的供电量曲线急剧波动,该曲线由于形似鸭子而被称为“鸭子曲线”。
光伏发电的不稳定性对电网供电电压、供电质量、继电保护及电网调节能力造成较大冲击。
因此,光伏发电尚无法大规模接入电力系统,造成了严重的“弃光”问题。
图2 “鸭子曲线”光热发电是稳定的电网友好型电源。
光热发电配置储热系统,能够将一部分太阳能转化成热能储存起来,在夜间或者白天阳光被云层遮挡的时候可以用储热系统中的热能发电,保持稳定的电力输出。
因此,采用成熟的储热技术后光热发电可以实现全天24小时稳定持续供电。
图3 光热发电出力图光热发电站还可以根据电网用电负荷的需求,快速调整汽轮发电机组出力。
光热发电站15分钟左右便可实现20-110%发电负荷的快速变化,调节性能优于燃煤发电,可参与电网一次调频和二次调频。
将光热发电作为调峰电源,与光伏发电形成互补,能够驾驭“鸭子”曲线,有效解决“弃光”问题。
三、发电量不一样,光热≈光伏的2.5倍光热发电机组配置储能系统能够实现稳定供电,因此光热发电的出力远远超过光伏发电。
光伏发电的应用时长为每年1200-1500小时,而光热发电的应用时长可以达到每年3000-4000小时。
据调查,5万千瓦容量的光伏电站即使在光照条件较好的西北地区,其年发电量也仅为7000万度;而同容量的光热电站年发电量可达到约2亿度。
也就是说,相同容量的光热发电机组的年发电量约是光伏发电的2.5倍。
光热发电不需要电力系统额外配套储能电站。
但是,光伏要成为电网中可靠的电源,满足晚高峰的电力需求,至少需要配置6小时的电池储能电站。
根据电力规划设计总院的研究,要达到100MW光热发电机组的年发电量,需要250MW光伏发电站配置100MW电池储能电站;在年发电量相同的情况下,光伏发电+电池储能电站的上网电价是光热上网电价的1.18倍。
图4 同等发电量光热发电与光伏发电+储能电站对比资料

 
 
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