深圳光伏~全球首个光热发电最佳实践陈述发布，聚集熔盐罐走漏、

为了加快布置太阳能热发电体系，美国国家可再生能源实验室（NREL）于近来发布了全球首份光热发电最佳实践陈述【共269页，下载途径见文末】。

NREL的研讨人员剖析了全球80%的光热电站的数据和相关反应，包含槽式光热电站和现在仍在不断开展的塔式光热电站和存储技能，并在陈述中列出了光热发电职业在项目办理、工厂规划和运营方面的一些重要经历教训。

而在美国新月沙丘电站和西班牙GemaSolar电站都曾呈现的熔盐罐走漏问题以及瞬态工况改变所带来的危险等成为陈述要点记载和有望得到解决的要害技能问题。

熔盐罐走漏带来巨大丢失

尽管光热发电本钱近年来完成了大幅下降，但依据技能高密布特点，职业开展的一起也露出出了一些技能问题，而看似并不起眼的熔盐罐成为了主角之一。

图：光热电站平准化本钱与竞拍电价改变趋势（材料来历：世界可再生能源署2020年6月发布的《2019年可再生能源发电本钱》陈述）

据陈述，由SolarReserve开发、坐落内华达州的110兆瓦新月沙丘（Crescent Dunes）塔式电站的毛病再次凸显了高温运送流体对体系结构的影响。

新月沙丘电站于2015年10月上线，但一直未能到达绩效方针，并终究导致工厂封闭，而2016年因熔盐贮存体系走漏封闭了8个月的重大事端无疑是导致现在成果的重要原因之一。

在法庭文件中，SolarReserve责备熔盐储罐的规划方西班牙ACS Cobra公司要对走漏事端担任，但ACS Cobra在上个月承受媒体采访时对该事情回绝点评。

而坐落西班牙塞维利亚的全球首座可完成24小时发电的太阳能电站Gemasolar光热电站2017年也因熔盐罐事端而导致停运，终究付出了昂扬的修正费用并丢失了一大笔电费收入。

瞬态危险问题开端备受投资者注重

因为全球首个百兆瓦级熔盐塔式光热电站——美国新月沙丘项目体现欠安，使相关投资者备受冲击，也使许多光热电站潜在投资方开端极端注重可配备低本钱储热体系的高温塔式光热电站的功率和可靠性。

一起，熔盐罐事端也使职业开端愈加注重熔盐罐的规划，并逐步将研讨触角延伸至瞬态工况改变和工作温度改变对整个体系带来的运转危险以及对熔盐罐等配备所带来的损坏。

NREL陈述显现，塔式光热发电体系较高的工作温度进步了贮存功率，但也为电站操作带来了危险，尤其是由间歇性日照或快速启停要求导致的“瞬态”工况改变是运营商面对的要害危险。

”瞬态工况改变+高运转温度“极易引起体系工作温度动摇，而大温差的动摇则会影响组件功能乃至使相关配备呈现毛病，并终究导致体系功率下降。

相关专家表明，在光热电站的规划和运转阶段，运营商有必要愈加注重瞬态危险，以防止组件损坏和输出丢失。

摩洛哥Noor3塔式电站的经历共享

最近，光热业界的注意力又转向了ACWA Power在摩洛哥开发的Noor3塔式电站，该项目也是第二座运用熔盐贮存设备制作的大型商业化塔式光热项目。该电站由西班牙SENER公司和我国电建集团山东电力制作第三工程有限公司联合开发，于2018年夏日正式并网。

据ACWA Power在2019年发布的陈述显现，在投入运营的前六个月，Noor3曾因一些意外问题而下线，但全体体现出令人鼓舞的功能水平，发电量超越200GWh。

而据来自SENER的技能专家Sergio Relloso Lassa介绍，Noor3热盐罐结构具有“最先进的”根底规划，并从SENER前期开发的GemaSolar塔式光热电站吸取了经历教训。

Relloso指出，熔盐储罐规划时有必要深化了解熔盐的性状、运转时的改变进程以及当地的地上特征，并特别注意底板的焊接。而成功的要害是规划要完成在565℃工况下装满熔盐的储罐可以被完美承载，一起又不会向根底传递过大的应力，此外还要在在施工、调试和运转进程中遵从正确的程序。

未来熔盐储罐规划优化的详细思路有哪些？

许多专家在承受海外媒体采访时纷纷表明，对体系瞬态危险了解的不断加深正在推进熔盐罐结构的改善，未来新建光热电站在规划时有望进一步修正和优化以进步体系功率及稳定性。

NREL最佳实践陈述的编写人员之一、来自Solar Dynamics的高级工程师Bruce Kelly表明，正确的规划和操控可以缓解瞬态条件的影响，可是热储槽和冷储槽以及换热器的规划需求得到进一步改善。

谈到怎么优化，Bruce Kelly表明，一些工程公司正在提议为储罐装置新的内部管道体系。

此外，他又弥补说到了如下思路：

1）罐底和地基之间的固体润滑剂也可以改善，以操控因为不完全混合形成的地板中的部分应力。

2）换热器应该经过全焊接施工技能来制作，比方集管/盘管或内孔焊接，以防止管道和管板之间的衔接呈现问题。据Bruce Kelly介绍，迄今为止，只要“有限数量”的商业项目运用了全焊接蒸汽发生器结构。

3）选用多个阀门的分流规模流量操控也有助于削减部件疲惫。在抛物线槽式电站中，多阀办法可对更广泛的流量要求进行更好的操控。Bruce Kelly指出，选用分程阀的准确流量操控可维护贵重的设备，如热交换器，并在电站启停进程中免受较大的瞬态影响，而疲惫换热器寿数的进步将可以抵消新增阀门所带来的边沿本钱。

应对瞬态危险的思路和经历

从全体系层面怎么应对间歇性云层、体系启停等原因引起的瞬态危险？相关专家也依据项目实践经历提出了一系列详细措施和规划优化思路。

1）设置合理的规划工作温度

间歇性云层要求塔式光热电站操作员不断调整接收器流量，以适应从定日镜传输的太阳能水平的改变。

为完成最佳功率，接收器的规划工作温度为565℃。为防止接收器因太阳辐射忽然添加而过热，传热流体的出口温度一般下降至520℃至540℃左右，但较低的温度也会下降功率块的功率。

据悉，现已投运的我国中控德令哈50MW塔式光热电站便选用了防云层冲击体系以进步电站功率，从该电站的详细体现来看作用极佳。

图：中控德令哈电站功能查核期前6个月发电量数据与达到率（来历：中控太阳能）

Bruce Kelly表明：“抱负情况下，光热电站的规划温度并不是理论上的565℃，而是更低一点的温度（比方540摄氏度），这反映了热熔盐罐中的长时刻年平均温度。”

2）开发功能模仿东西

此外，间歇式日照也会影响工厂的正常发动功率。

在早上发动时，接收器的预热、填充和排气或许需求45分钟。Bruce Kelly表明，假如太阳辐射在日出后不久发生改变，发动进程就会延伸，并终究削减体系当天的工作时刻。

Relloso表明，SENER经过运用Gemasolar电站的经历，在Noor3项目完成了更快的功能进步进程。

据悉，春夏期间，Noor3塔式电站有必要在午夜中止运转，并在早晨重新发动。他说：“这意味着每年的这段时刻电站要每天添加一次发动，这在工厂规划和运转中都有必要考虑。”

为此，SENER开发了一个功能模仿东西，该东西考虑了一切类型的瞬态条件，包含云层掩盖、接收器启停、涡轮机启停以及电网指令等。Relloso表明，该体系运用传感器来进行剖析，并完成更高水平的功率。

3）全面操作训练

此外，SENER挑选将部分Gemasolar电站的运维人员调到Noor3项目，以保证已有的老练经历可以带来协助。

Bruce Kelly以为，全面的操作员训练是削减丢失的要害。他说：“关于热瞬变对设备形成的危险的训练，再加上分布式操控体系逻辑的答应，将直接转化为熔盐储罐和蒸汽发生器低疲惫寿数的良性成果。”

4）结合实际经历进行功能建模

跟着塔式光热体系装机容量的不断添加，功能建模有必要结合瞬态条件的最新经历，以防止对输出的高估。

Bruce Kelly表明，“一般来说，功能模型往往会高估光热电站的发电才能，以及操作员捕捉落在定日镜场上的每一焦耳能量的才能。”他弥补道，要以最低极限的财政猜测为起点。

Bruce Kelly指出，先进的核算流体力学模型和有限元剖析应能更好地了解部件疲惫。他说：“一旦了解了瞬态效应的严峻程度，就可以施行改善的设备规划（如储罐分配管道）和改善的工艺操控（如分流段流量操控），以适当地维护设备免受高应力条件的影响。”

关于未来，Bruce Kelly十分达观，他表明，经过结合实战得来的经历教训有针对性地改善塔式光热发电体系的规划将有助于延伸运用寿数。未来几年，在Noor3等项目更广泛地施行最佳实践和成功运营经历之后，将有助于进步投资者对塔式光热发电技能的决心。

Relloso也表明，SENER也有决心在光热电站规划时将瞬态工况带来的危险降至最低，并现已开端了在下降太阳能发电场本钱、进步电厂数字化程度以及在集成光伏、电池贮存或制氢的混合发电项目怎么优化节约功率等方向的研讨。