关注 | 全球运行时间最长的太阳能光热发电站(CSP)退役
聚光太阳能发电(Concentrating Solar Power,简称CSP),准确地说应该是“聚光太阳能热发电” 。指使用某种辐射能汇聚装置 ,聚焦太阳的辐射能,加热工质,通过工质输送热能,以此加热产生高温蒸汽推动汽轮机带动的发电机发电的发电方式。
基本原理:聚光太阳能发电使用抛物面反射镜将光线聚集到充有工质(常见的是:合成油或熔盐)的吸热管上,再将加热到约400摄氏度的工质输送到热交换器里,热量在此加热循环水,产生水蒸气,推动涡轮,带动相连的发电机运转,或以热量加热气体驱动斯特林发动机以此来发电;
技术分类:根据反射镜类型可分为:槽型、蝶形、菲涅尔棱镜型,槽型应用技术最成熟。
聚光太阳能发电 Vs 太阳能光伏发电:太阳能电池使用太阳电池板,利用光伏效应,将太阳辐射能直接变成电能,可以在阴天操作,CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。不过,即使在没有太阳的夜晚,采用足够大的熔融盐储罐存储热量的方法,也能解决全天候的供电问题了。
在国内已经已建成多处光热电站应用此技术,尤其在西北地区。在美国的吉尔伯特·科恩,在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站,已经成功地为拉斯维加斯供应22兆瓦的电力能源。
国际能源署(IEA)下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会(ESTELA)和绿色和平组织的预测则较为温和,认为CSP到2030年在全球能源供应份额中将占3%-3.6%,到2050年占8%-11.8%,这意味着到2050年CSP装机容量将达到830GW,每年新增41GW。在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%。
据美国能源信息署(EIA)网站消息,加利福尼亚州莫哈韦沙漠(Mojave Desert)的太阳能发电系统(SEGS)于2021年7月退役了五座太阳能光热发电厂(SEGS 3至7),于2021年9月退役第六座光热太阳能发电厂(SEGS 8)。SEGS 8退役后,SEGS中只有一台太阳能光热机组将继续运行(SEGS 9)。SEGS于1984年开始运行,是世界上运行时间最长的太阳能光热发电设施。
总装机356兆瓦(MW)SEGS设施最初由九个太阳能热电厂组成。SEGS 1和SEGS 2已于2015年退役,取而代之的是Sunray 2和Sunray 3两个太阳能光伏(PV)发电厂。从1986年到1988年,SEGS 3到SEGS 7(单机36 兆瓦)上线。SEGS 8和SEGS 9(容量为88 兆瓦)分别于1989年和1990年上线。
太阳能光热电厂使用镜子将阳光聚焦到接收器上,接收器吸收阳光并将其转化为热能(热量)。SEGS装置是抛物面槽式聚光太阳能热发电(CSP)系统,抛物面(U形)反射镜捕捉并集中太阳光,在中心管中加热合成油,然后使水沸腾产生蒸汽,蒸汽驱动涡轮机发电。
太阳能光热电厂在美国公用事业规模的太阳能发电容量中所占份额相对较小。截至2021年6月,美国的公用事业规模太阳能发电量约为52600 兆瓦,其中3.3%是太阳热光热发电;剩下的96.7%是公用事业规模的太阳能光伏。
尽管美国的太阳能发电能力正在迅速增长,但近年来增加的大部分容量都是太阳能光伏发电。2015年至2021年6月期间,美国电网增加了约42000 兆瓦的公用事业规模光伏发电容量;但自2015年新月沙丘发电厂上线以来,没有增加新的的太阳能光热发电容量。
根据开发商和电厂业主向EIA报告的数据,美国计划在未来五年内建成一座公用事业规模的太阳能光热发电厂:亚利桑那州200兆瓦的拉巴斯太阳能塔。