截至2011年底，國外仍處于運(yùn)行狀態(tài)的太陽能熱發(fā)電總裝機(jī)容量約1770MW。西班牙是主要的太陽能熱發(fā)電市場，約占全球總裝機(jī)容量的62.3%；美國次之，約占總裝機(jī)容量的28.8%；另外，德國、以色列、意大利、埃及和泰國境內(nèi)分別有一座太陽能熱發(fā)電站。日前，全世界已建成10余個(gè)塔式太陽能光熱發(fā)電試驗(yàn)示范電站。典型的太陽能塔式發(fā)電站是西班牙PS20，裝機(jī)容量為20MW。太陽能光熱發(fā)電一次投資為2500～2900美元/kW，太陽能光熱發(fā)電年效率可達(dá)15%～20%，發(fā)電成本為15美分/kWh。隨著技術(shù)和規(guī)模的發(fā)展，有望在2020年其發(fā)電成本達(dá)到4美分//kWh左右。
1 國外代表性電站介紹
1.1 西班牙Andasol 太陽能熱發(fā)電站
Andasol太陽能熱發(fā)電站是歐洲第一個(gè)商業(yè)運(yùn)行的太陽能槽式導(dǎo)熱油電站，于2009年3月1日開始商業(yè)運(yùn)行，位于西班牙Guadix省Andalusia，地理位置37°13′42.7″N，3°4′6.73″W。電廠采用熔鹽儲(chǔ)熱，在光照不強(qiáng)的時(shí)候電站能連續(xù)運(yùn)行。由于站址海拔較高(1100m)、屬于半干旱氣候，太陽能資源好，年直接輻射（DNI）為2200kWh/m2。每臺(tái)機(jī)組裝機(jī)容量為50MW，每年發(fā)電量在165GWh。集熱器反射面安裝面積為51萬m2，占地約200萬m2。Andasol包括3期工程：Andasol-1 (2008年完成), Andasol-2 (2009年完成) 和 Andasol-3 (2011年完成)。每期工程每年發(fā)電量約在165GWh（三期工程每年總發(fā)電量約在495GWh）。三期工程總造價(jià)為9億歐元。
1.2 美國Solana太陽能熱發(fā)電站
Solana太陽能熱發(fā)電站靠近亞利桑那州的Gila Bend,，約在鳳凰城以南110km處，2013年完工，是當(dāng)時(shí)世界上最大的槽式電站，也是美國第一個(gè)帶熔鹽儲(chǔ)熱的太陽能電站。由西班牙Abengoa Solar公司建設(shè)，電站總?cè)萘?80MW。電站采用Abengoa公司研制的太陽能聚光發(fā)電專有槽式技術(shù)，占地面積1257萬m2。電站雇員85人。Arizona Public Service (APS)已經(jīng)簽署全額收購Solana電站發(fā)出的電量合同。電站2010年開始建設(shè)，電站帶有6h儲(chǔ)熱系統(tǒng)，造價(jià)約20億美元，2013年10月投運(yùn)。
1.3 美國Ivanpah 太陽能熱發(fā)電站
Ivanpah發(fā)電站位于加利福尼亞的Mojave沙漠，洛杉磯西南64km處，項(xiàng)目總規(guī)劃容量為392MW。1號機(jī)組被安裝了世界上最大的全太陽能蒸汽動(dòng)力汽輪發(fā)電機(jī)——Siemens SST-900，功率為123MW，氣機(jī)帶回?zé)嵩贌嵝?。除了汽輪發(fā)電機(jī)，西門子同時(shí)提供儀表和控制系統(tǒng)。Ivanpah電站使用BrightSource能源公司LPT550塔式集熱技術(shù)。LPT 550太陽能發(fā)電技術(shù)同傳統(tǒng)的發(fā)電廠相似，采用高溫蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。BrightSource采用成千上萬個(gè)定日鏡反射太陽光到一個(gè)集熱器，集熱器由Riley 公司研制，集熱器充滿水，安裝在塔頂。當(dāng)陽光射到集熱器時(shí)，里面的水被加熱，產(chǎn)生高溫蒸汽。高溫蒸汽用管道引致常規(guī)汽輪機(jī)產(chǎn)生電力。
由于沙漠中水資源不足，LPT550使用空冷技術(shù)將蒸汽冷凝成水，與常規(guī)的水冷技術(shù)相比，可以減少90% 水的使用。
2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
與國外光熱發(fā)電技術(shù)在材料、設(shè)計(jì)、工藝及理論方面長達(dá)50多年的研究相比，我國的太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究起步較晚，直到20世紀(jì)70年代才開始一些基礎(chǔ)研究，目前還屬于系統(tǒng)集成示范階段，目前仍無商業(yè)化在運(yùn)電站。
中控德令哈50MW太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目選址在青海省德令哈市，規(guī)劃土地3.3km2，預(yù)計(jì)年發(fā)電量1.2億kWh。項(xiàng)目由中控太陽能技術(shù)有限公司投資建設(shè)，公司專業(yè)從事太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)與推廣，是中國領(lǐng)先的太陽能熱發(fā)電技術(shù)、裝備與解決方案提供商。項(xiàng)目于2011年啟動(dòng)，是我國首座大規(guī)模應(yīng)用的太陽能熱發(fā)電站。項(xiàng)目采用企業(yè)自主研發(fā)的技術(shù)及裝備，對我國塔式太陽能熱發(fā)電聚光集熱技術(shù)、發(fā)電技術(shù)、系統(tǒng)集成、工程及國產(chǎn)化裝備制造能力等方面起到了重要的示范作用。
2013年5月，中控德令哈50MW太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目一期（10MW）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)。機(jī)組主蒸汽溫度450℃，壓力6MPa。
3 太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景分析
太陽能光熱發(fā)電技術(shù)在未來的研發(fā)和應(yīng)用中，將朝著“高參數(shù)、大容量、連續(xù)發(fā)電”這3個(gè)技術(shù)方面發(fā)展。高參數(shù)即為聚光比高、運(yùn)行溫度高和熱電轉(zhuǎn)換效率高。為此必須在高反射率高精度反射鏡、高精密度跟蹤控制系統(tǒng)、高熱流密度下的傳熱、太陽能熱電轉(zhuǎn)換等核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的研制中，加大研發(fā)力度。目前蓄熱介質(zhì)有蒸汽、導(dǎo)熱油和熔融鹽等?？偟脕碚f太陽能熱發(fā)電技術(shù)將會(huì)向著低成本、大規(guī)模的方向快速發(fā)展，將在人類未來的能源結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的地位。
節(jié)選自《電力與能源》2015年第4期
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