槽式太阳能聚光热电联供技术

槽式太阳能聚光热电联供技术 中海阳能源集团股份有限公司中海阳能源集团股份有限公司2017年年6月月目 录231槽式聚光太阳能技术介绍分布式槽式聚光供热制冷系统反射式聚光光伏热电联供系统1.槽式聚光太阳能技术介绍平板型光热技术平板型光热技术平板太阳能集热器，全玻璃真空管式，以水为导热介质，太阳光投射于吸热板转化成热能，传递至传热介质，作为集热器的能量输出。居民商业热利用（太阳能供暖）居民商业热利用（太阳能供暖）工业热利用（太阳能加温）工业热利用（太阳能加温）聚光光热技术聚光光热技术太阳能聚光反射镜，将光能转变为热能，利用导热油传热介质，使热水形成蒸汽，并带动汽轮机发电，夜间或阴雨时启用储热系统，也可直接实现供热、供汽功能。槽式光热技术定日效果热稳定性能量输出集热器效率使用寿命集热器效率高可配储热，供热时间连续稳定自动化跟踪追日高（如水、导热油），安全使用寿命长，25-30年随着材料科学和制造工艺的不断发展，聚光太阳能集热技术具备了以下特点和技术优势。技术对比适用范围适用范围广，70-400技术最为成熟，目前应用最广泛菲涅尔式菲涅尔式碟碟 式式槽槽 式式 塔塔 式式 聚光光热的集热形式槽式太阳能集热系统介绍槽式太阳能热发电站一览延庆延庆863863槽式集热系统试验平台槽式集热系统试验平台首个国家级光热发电示范项目项目名称甘肃省玉门市玉门东镇槽式太阳能热发电（150MW）示范项目工程项目位置甘肃省玉门市东镇境内，西距约10km站址土地属性及地貌国有未利用地，规划建设用地；地貌为祁连山与北之间的走廊平原可利用场地大小本工程可利用面积290hm2，东西向宽度约为1950m，南北向宽度约为1400m,能够满足电站50MW工程用地要求总装机容量50MW年均发电量1.8亿KWh并网电价1.15元/kWh（含税）发电方式槽式热发电技术环保条件站址周边无对该项目影响的不利环境因素项目进度2016年10月已启动各项招投标工作，已完成大部分前期工作，2018年12月正式投产光热发电站效果图首批光热发电国家示范项目依托大型光热发电站，实施热电联供1、太阳能资源好，有集中供热管网；2、光热电站与居民区等供热端不宜过远；城市集中供暖高温工业蒸汽提供槽式集热器镜场辅助加热器用热单元蒸汽轮机发电机组蒸汽发生器低温介质热罐冷罐电输出2.分布式槽式聚光供热制冷系统u各个集热器有多种形式适合各类系统；u每个集热器单元按一定的开口，若干个单元组成一排，平行/左右排列；u工质在集热器中被加热到所需的高温；u技术成熟，已商业化；u成本低，可长时间储热；u根据开口的不同，可输出70-400的热水或蒸汽。槽式集热系统介绍u技术构成：主要由聚光反射镜、集热管、钢结构支架和跟踪系统组成u工作原理：利用槽式聚光反射镜，直接将太阳光聚集到位于镜面焦点处的真空集热管，将内部传热工质经过换热产生热水或蒸汽。槽式太阳能供热（供暖）产品介绍项目基本参数集热器类型RC1焦距0.85m集热器开口宽度2.55单个组合集热器长度48m驱动方式减速机表面处理方式热镀锌工作环境-30+50最大风速运行:7级保护:12级室外工作寿命不低于25年l集热效率高l轻便易组装p供热/供暖p热水/低品相蒸汽Rayspower-RC1应用领域沈阳全国太阳能光照资源分布本次规划给2栋建筑物进行供暖，太阳能供暖系统可提供70-85的供暖用热水，在额定工况下集热功率为200KW/栋，集热面积600m2/栋，总集热功率400KW，总集热面积1200m2。集热器导热流体出口温度最高可达到240，系统采用一套总控系统控制。(1)工程地点：辽宁沈阳(2)工程规模：400kW太阳能光热供暖系统(3)集热系统：4排/8排RC1集热器组合（每栋4排，每排62米长）(4)投资规模：￥300-400万元（视储热时间而定）(5)计划工期：5个月（从安装到调试运行）项目案例主要概况平均辐照度：670W/m2沈阳地区光照参数日均有效时数：6h/d跟踪系统主要包括倾角传感器、温度传感器、控制器、减速驱动和人机界面显示。控制器采用PLC控制，包含相应的输入输出以及通讯模块。u储热介质可分为熔盐，防冻液，导热油等；u熔盐蓄热技术，蓄能密度高、温差小、寿命长、效率高；u技术成熟，在化工、能源领域已广泛应用；传热工质入口传热工质入口传热工质出口传热工质出口高温段高温段中温段中温段低温段低温段储热（HeatStorage）系统储热系统主要构成机组类型热水单效型额定制冷量105kW热水热水流量25.6m3/h进出口温度90oC/85oC接管管径DN65压力损失4.6mH2O冷水冷水流量18.1m3/h进出口温度12oC/7oC接管管径DN65压力损失4.3mH2O冷却水冷却水流量36.5m3/h进出口温度31oC/37oC接管管径DN80压力损失4.3mH2O外形尺寸长2090mm宽1125mm高1880mm运转重量搬入重量2500kg2100kg单效/双效溴化锂机组系统主要构成太阳能集热系统项目类型聚光器类型小开口RP1型/6m跟踪范围-80+80驱动方式电驱动支撑结构镀锌钢结构冷却方式主动式水冷最大运行风载12级工作温度范围-35C50C湿度范围15%to95%主要技术指标计算参数数值太阳能辐照度670W/m2有效光照时数6h/d集热效率78%光热转换效率46-50%集热镜场面积600m2/栋供暖热负荷200kW/栋供暖面积2000m2/栋集热器单元数量40/栋设计参数太阳能集热系统镜场布置图62米6米17.5米说明1、集热面积：600m2/栋2、规划设计：2栋3、总集热面积：1200m24、集热器单元数量：80个供暖系统供暖系统(1)聚光集热系统(2)传热系统(3)储热系统（可选配）；(4)供暖系统；太阳能供暖系统构成集热器布置效果图3关键设备选型-槽式集热器编号项目名 称参 数说 明1反射镜反射镜玻璃单片弧长1400mm2反射镜玻璃单片宽度1570mm3反射镜玻璃片厚度4mm4反射镜玻璃抛物面开口2550mm5反射镜玻璃抛物面焦距850mm6反射镜玻璃抛物面中缝距离60mm7真空集热管真空集热管长度2400mm8真空集热管内胆直径40mm10跟踪驱动系统跟踪方向东西/南北11驱动方式减速机13抗风等级不破坏抗风等级30m/s14正常使用抗风等级14m/s16承重光场集热器组合间距离6500mm17单位面积承重量40kg/m18光伏发电屋顶设计的总承重为：40kg/m-45kg/m左右（供参考）。系统运行模式白天供热模式1）太阳能光照充足（晴天），供热系统供热，储热系统储热；2）太阳能光照不足（阴天），供热系统供热，补燃系统补热；3）无太阳能光照（下雨天），补燃系统供热；晚间供热模式1）晚间无光照，储热系统放热提供热量2）储热系统热量不足时，由补燃系统补热；极端天气保护模式当遇暴风、冰雹时，集热器系统进入保护姿态，由补燃系统供热；具备储热，并与建筑技术相结合的供暖项目p油田集输站项目现场槽式聚光聚热系统应用案例油田集输加热2013年中海阳集团的聚光集热系统北京市工程实验室获得北京市发改委批准；2013年3月中海阳密云、成都基地2套西班牙引进槽式集热器项目；2013年天津大学滨海校区中温示范项目；2014年青海蓓翔新能源太阳能供热示范项目；美国Cogentrix电站小开口槽式项目；国家863计划、国内首个1MW槽式集热平台示范项目；中科院热物理所槽式集热系统示范项目；华能三亚槽式集热器示范项目。中海阳槽式太阳能集热系统部分项目列表3.反射式聚光光伏热电联供系统基本认识：1、太阳能聚光热技术是一项成熟可靠且经济可行的节能减排新技术。在在生产活领域中，特别是建筑用能领域具有较大的应用前景。2、利用槽式太阳能聚光集热系统应用于工商业和民用供热是可行的，既符合国家对能耗行业的节能减排要求，也能促进经济的绿色发展和可持续发展。存在问题：1、槽式聚光集热系统系统效率或能力没有完全发挥2、不同月份用热量的差异性问题3、与其他热源相比，经济性优势并不突出解决方案：采用具备热电联供的系统，冬季主要用来供热，夏季主要来发电，最大程度利用光照资源，实现用户需求与系统能量输出特性的高度统一。为此，中海阳公司研发了一套具备热电联供的反射型聚光光伏系统，可以同时解决工业和生活领域中的用电用热问题。如何最大化利用光照资源，将客户的现实需求与槽式聚光集热系统的特性有效结合在一起，提高能量的利用率，是未来亟待解决的一大难题。英文名称：ReflectiveConcentratingPhotovoltaic，简称RCPV技术原理：反射型聚光光伏采用槽式聚光反射镜将太阳光汇聚到高效聚光光伏组件上，提高光伏电池聚光比，聚光光伏组件吸收阳光产出电能和热能，实现热电联供。该技术是结合了光伏和光热的优点形成的集成创新技术。光伏光热反射型聚光光伏反射型聚光光伏系统（RCPV）技术原理：采用槽式抛物面型聚光镜，将太阳光汇聚到高效太阳能电池组件上，实现光电转换。适合在地面建造大型并网电站或太阳能热电联供系统，可满足工业用电和用热需求。RCPV系统实体图集热系统发电系统蓄热系统控制系统系统集成分布式槽式太阳能聚光热电联供系统建立工业/建筑热电联供系统太阳能冬季供暖太阳能春夏秋季发电太阳能其它用热需求实现实现实现实现最终分布式太阳能聚光热电联供系统组成1、RCPV聚光热电联供系统基于光伏发电的高效组件，发电规模不受大小的限制；2、RCPV聚光热电联供系统总投资和普通光伏相当，所发电量可按分布式光伏并网，享受光伏发电上网补贴，经济效益可期；3、RCPV聚光热电联供系统发电时产生的热量通过水换热可产生60-85的热水，可满足建筑供热等的需求，产生额外的收益；4、RCPV聚光热电联供系统发电和供热的比例在一定范围内可以调节，满足季节变化对热、电的不同需求，综合效益优于单纯供热或供电；5、RCPV适合与其它清洁采暖技术，如热泵、电锅炉、天然气及地热等组成混合供热系统，最大限度地发挥系统优势。综合分析节能节能减排减排对比指标对比指标燃气燃气壁挂炉壁挂炉电蓄电蓄热炉热炉水源水源热泵热泵地源地源热泵热泵空气源热泵空气源热泵地热能地热能聚光热电联聚光热电联供供（RCPV）1、一次能源利用率90%32%102%90%77%-75-80%3、供热区域污染物排放较少无排放无排放无排放无排放无排放无排放经济性经济性（元（元/）1、建设费用1551521802402702003002、运行费用/季13.36262811151315151811150.13、年收入224、维护及寿命适当维护简单维护定期清理简单维护简单维护简单维护简单维护（25年）其它其它主要限制条件天然气供给及价格利用谷电或弃光、弃风水资源限制场地、地质条件环境温度-20以上，技术条件地热资源场地和太阳能辐照集中供暖各种供暖方式性能指标对比表说明：1、节能标准65%，采暖期120天，24小时；2、非阶梯电价（合表电价）：0.52元/度，谷期电价：0.3662元/度；3、天然气价格：民用2.4元/m3，集中供热3.7元/m3，热值35588kJ/m34、煤炭价格：420元/吨，热值按20934kJ/kg市场：王洪国中海阳.成都禅德太阳能电力电话:13810518839邮箱：联系方式：技术：陆钧中海阳能源集团股份有限公司电话:18601049038邮箱：