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太陽能光熱發(fā)電即將進入“低溫”時代
  • 點擊數(shù):456     發(fā)布時間:2012-07-02 18:01:04
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一項全新概念的太陽光熱發(fā)電技術,120℃條件下將熱能轉化為機械能的技術解決方案,太陽能光熱發(fā)電領域即將破冰。用落魄貴族來形容國內(nèi)當前的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)應該是相當貼切的。它出身高貴,同一時代的新興技術/產(chǎn)
關鍵詞:

一項全新概念的太陽光熱發(fā)電技術,120℃條件下將熱能轉化為機械能的技術解決方案,太陽能光熱發(fā)電領域即將破冰。

用落魄貴族來形容國內(nèi)當前的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)應該是相當貼切的。它出身高貴,同一時代的新興技術/產(chǎn)業(yè)幾乎沒有一個達到過其被重視的程度;它曾經(jīng)光鮮照人,“綠色,環(huán)保,低碳”令其身邊不乏鮮花掌聲;它曾經(jīng)創(chuàng)造和擁有的巨大財富令無數(shù)投資客趨之若鶩,一擲萬金。現(xiàn)在落魄的它,正在被技術和市場兩只大手無情地推向寒冬。

技術方面:目前規(guī)模化程度最大的兩種太陽能發(fā)電技術有光伏發(fā)電技術(太陽能電池發(fā)電技術);太陽能光熱發(fā)電技術。兩者由于在核心技術上沒有突破,導致兩者的最終發(fā)電成本一直居高不下,成為太陽能利用技術的“瓶頸”。不少光伏發(fā)電項目在消耗完政策支持資金和初期投資后,幾乎難以維持,根本談不上商業(yè)盈利。光熱發(fā)電領域,較高的成本和技術門檻,令相關研發(fā)和投入起步艱難。

市場方面:沒有掌握核心技術的相關知識產(chǎn)權,中國的光伏產(chǎn)業(yè)很大程度上只能稱為制造業(yè),低利潤靠加工量的運行模式令投資的含金量并不是很高。光伏產(chǎn)業(yè)過大的產(chǎn)能導致光伏電池價格不斷被打壓,之后的金融危機,各國設置的“貿(mào)易壁壘”,更讓許多國內(nèi)光伏生產(chǎn)企業(yè)沒有了生存空間。缺乏核心技術是中國光伏行業(yè)在這次危機中最吃虧的地方。美國的“雙反”就是個活生生的案例!

一項用于光熱發(fā)電領域的新技術,或?qū)⒋蚱?ldquo;瓶頸”,讓光熱發(fā)電打開局面……

近期剛獲專利授權的“太陽能熱機”,具有完全的自主知識產(chǎn)權。該技術在太陽能光熱發(fā)電領域采用全新概念,使系統(tǒng)運行溫度從傳統(tǒng)太陽光熱發(fā)電的700~800度,下降至120℃左右,從而免除了昂貴的太陽光匯聚部件和跟蹤設備,令轉換設備的成本造價下降很多。

這項太陽能光熱發(fā)電技術創(chuàng)造性的利用了磁性材料的“熱至消磁”特性,實現(xiàn)了低溫條件下將熱能轉化為機械能。借由該項技術的獨特原理和設計,大幅度降低整體發(fā)電成本;提高了熱電轉化效率;同時實現(xiàn)了后期運行低成本,低風險,高穩(wěn)定性,長壽命。(依據(jù)初步估算:本技術建造的太陽能發(fā)電站,投資成本僅為目前光伏發(fā)電站的5%,土地占用面積為普通光伏發(fā)電站的1/2左右,預計投資回報率是光伏發(fā)電項目的8~30倍以上)。

簡要的做個對比分析,幫助大家理解這項新技術與傳統(tǒng)太陽能利用技術的區(qū)別。

太陽能電池

主要部件成本:制作光電池的原料“硅”,其提純就是個十分耗電和昂貴的過程,直接導致太陽能電池價格不菲;

輔助設備成本:光電池發(fā)出的低壓直流電必須經(jīng)過穩(wěn)流設備,以及逆變電路轉化成可并網(wǎng)交流電,需要十分昂貴的逆變輔助設備(如果是大功率或超大功率的逆變設備,成本就更加巨大);

發(fā)電效率:實際運用領域的轉換效率就10%多一點,經(jīng)過逆變設備后,還有相當?shù)碾娔軗p耗,最終發(fā)電效率還有折損;

后期運行成本/風險:逆變設備維護及日常調(diào)控成本,光伏電池清潔保養(yǎng),光伏電池的使用壽命(多晶硅電池25年,薄膜電池10年)都是后續(xù)問題。

匯聚式太陽能熱電站

主要部件成本:需要用反射鏡匯聚太陽光,將工作物質(zhì)加熱到700度以上。這類發(fā)電站首先要制造大量的大尺寸優(yōu)質(zhì)反射鏡(高反射率,高指標的曲面精度)其價格自然不低。(據(jù)報道,美國某大型槽式反射鏡電站,其反射鏡是從德國進口的,美國都沒有能力生產(chǎn));

輔助設備成本:要保證數(shù)百面的反射鏡跟蹤住太陽的移動,需要有復雜的輔助電子裝置和機械裝置完成,國外大型槽式光熱發(fā)電站的測算數(shù)據(jù)是“跟蹤裝置的成本占總成本的50%左右”,另外這些裝置本身的運行就需要消耗不少電力;

發(fā)電效率:據(jù)國外大型槽式光熱發(fā)電站數(shù)據(jù),大型電站可以達到40%

后期運行成本/風險:數(shù)百面反射鏡的日常維護清潔需要的成本,氣候災害導致反射鏡損失的風險,復雜精密且數(shù)量很多的輔助裝置需要長期的維護保養(yǎng),這些綜合因素都大幅度提升了匯聚式太陽能光熱發(fā)電站的發(fā)電成本。

運用新的太陽能光熱發(fā)電方案(太陽能熱機)發(fā)電

主要部件成本:在成本方面,其90%以上的投資成本是太陽能熱輻射收集管(也就是太陽能熱水器用的真空管,批量生產(chǎn)的成本約10元一根,每平方米的成本大約100元,其價格僅為以上兩種技術的1/100);核心部件“熱機”,其工藝要求和成本不高,價值就幾萬元(成熟量產(chǎn)后);

其他輔助設施都是現(xiàn)有的成熟低成本技術,裝配完成后可多年無需維護保養(yǎng),適合廣泛普及;

發(fā)電效率:較匯聚式太陽能光熱發(fā)電站有先決優(yōu)勢————不需要將工作介質(zhì)加熱到700-800度,不存在將液態(tài)水加熱至汽化(大家知道,液體轉變?yōu)闅鈶B(tài)時,需要吸收額外的汽化熱,這些能量對于轉化效率來說,是負面的)。所以該系統(tǒng)的理論熱電轉化效率大于匯聚式太陽能光熱發(fā)電站。

后期運行成本/風險:作為主體成本的真空管,其使用壽命是上述技術的幾倍,此外真空管抗災害性氣候的能力優(yōu)于以上兩種技術(即使局部區(qū)域的真空管受損,也只會造成微小損失);

熱機本身價格低廉,輕易實現(xiàn)幾年一換;完全可以實現(xiàn)免維護和免保養(yǎng),整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)無人值守方式工作.

該光熱發(fā)電系統(tǒng)不需要任何其他外界條件來激發(fā)或調(diào)整就會自動地反復完成工作循環(huán)。當太陽輻射能較大的時候,其運行周期就會自動縮短---輸出功率加大;相反,其運行周期就會自動變長----輸出功率減小。所以運用該技術的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率會自動調(diào)節(jié)。

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