干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 塔式太阳能热发电聚光控制系统的研制

Arid

	塔式太阳能热发电聚光控制系统的研制
	钟国庆; 田军; 黄文君; 祝雪妹; 陈武忠; 徐向东; 刘文闯; 徐能; 张宇; 李心; 易富兴; 倪正道; 周楷; 张旭中; 江远财; 付杰; 宓霄凌; 胡中; 胡玉超; 唐亚平; 李江烨; 陈静; 魏丽娟; 卞益军; 杜斌; 陈向荣; 杨静; 程实
完成单位	青海中控太阳能发电有限公司
登记(发布)日期	2013
中文摘要	①课题来源与背景在传统能源日渐枯竭的今天,新能源技术及其产业的发展已得到各国政府的广泛关注。太阳能资源因其清洁、安全、取之不尽用之不竭等特点,成为了各发达国家力推的新能源发展方向;太阳能光热发电也称太阳能聚光热发电(Concentrated Solar Power,简称CSP),是一种可集中进行的、规模化的清洁能源技术。它通过反射镜或折射镜将太阳光聚集起来,经过集热器(吸热器)将光能转化为热能,加热气体或液体介质,产生高温高压蒸汽或气体,驱动热动力机械运转,带动发电机进行发电;我国符合CSP发电基本条件(Direct Normal Irradiance, DNI日辐射大于5kWh/m2,坡度小于3%)的CSP发电可装机容量超过15000GW,接近美国,远超过西班牙。以年发电量计,我国潜在CSP可发电量约40000TWh/年,远超目前4000TWh/年的用电需求。国外企业已瞄准国内的优质太阳能资源,抢先以合作名义登陆中国,在陕西、青海等地都有项目洽谈和落实;2009年7月国家科技部部长万钢在《人民日报》发表文章将”太阳能热发电技术”列于值得关注新能源技术的首位;在2011年3月国家发改委公布《产业结构调整指导目录(2011年本)》中也将太阳能热发电被列为新能源鼓励类产业第一位;近期发布的《国家“十二五”规划纲要》明确指出,要培育发展战略性新兴产业,在新能源产业重点发展太阳能热利用和光伏光热发电。本项目为自有技术,项目编号为2012-G-A4A-2。 ②研究目的与意义通过本项目的实施,将研制出一套塔式太阳能热发电聚光控制系统。对其中的追日、定日等太阳能聚热发电中的关键核心技术进行专业攻关,以实现高效率、高可靠性和低成本的太阳能聚热发电。推动我省乃至全国的绿色新能源自主创新品牌的建设,打破国外技术垄断、填补国内空白,使我国太阳能热发电控制系统技术赶超世界先进水平。 ③技术原理及性能指标; 技术原理：塔式太阳能热发电聚光控制系统由高精度智能定日镜、网络集群控制系统、定日镜智能校正系统、吸热系统、镜面清洗机器人以及管理控制系统软件等组成。完成塔式太阳能的模块化设计,单位模块装机量10MW,模块热功率48.5MW,蒸汽参数为510℃/10MPa。完成高精确的镜场定位、定日、追日控制技术和算法,形成高可靠的反射镜姿态调整控制软件与硬件系统产品,反射镜跟踪精度4mrad。工艺与控制装备具备应用与现场宽温、防尘、防腐蚀设计要求,具备在沙漠恶劣环境长寿命的能力,可靠性高,达到15年应用指标。通过聚光控制系统的研制提高聚光效率,使塔式太阳能热发电系统的发电峰值效率达到20%以上。 ④取得成果、技术的创造性与先进性; 课题按照时间节点计划完成了以下技术攻关： (1)研究定日镜高精度聚光控制策略、镜场布局优化设计、集热—气象—发电整体能量协调控制技术、环境适应性方案、自动化运营和维护策略,研制自动镜面清洗机器人; (2)开发完成2平方米高精度智能定日镜装备; (3)完成定日镜智能校正算法的研究,定日镜跟踪精度优于4mrad; (4)完成了大规模镜场网络集群控制系统的开发; (5)完成了管理控制系统软件的开发; (6)完成了太阳能热发电装备在高海拔、风沙环境下适应性专项技术研究,包括宽温、防尘、防腐蚀的现场可靠性验证。 ⑤技术的成熟程度,适用范围和安全性; 课题充分吸收了通信、传感技术、传热蓄热技术、大规模集群控制技术的先进成果,解决大规模集群协调控制的分布式追日跟踪技术、基于小定日镜的安全吸热及蓄热技术等关键技术点,实现太阳能电站聚光集热-蓄热-发电整体协调控制系统,并应用于10MW级塔式太阳能热发电示范工程中。 ⑥应用(推广)情况及存在的问题; 市场方面,行业专家预计,到2020年全球CSP装机总容量将超过25GW;2015-2020年,我国CSP产业将进入商业化运作阶段,每年以500-800MW速度增长,2020-2030年进入规模化发展阶段,平均每年以1-2GW的速度增长;我国预计在2020年,太阳能光热发电装机容量达到2GW。政策方面,2011年3月27日国家发改委公布《产业结构调整指导目录(2011年本)》将太阳能热发电列为新能源鼓励类产业第一位。《国家十二五规划纲要》明确指出,要培育发展战略性新兴产业,在新能源产业重点发展太阳能热利用和光伏光热发电。《青海省十二五规划纲要》指出要大力发展太阳能、风能等新能源,增强水火电及太阳能调峰互补能力,建成太阳能光伏、光热可再生能源应用示范基地,到”十二五”末,新能源装机达到200万千瓦以上。 ⑦知识产权情况及论文发表情况等。项目取得的成果本项目计划提交专利20项,其中发明专利4项。实际提交受理发明专利22项,实用新型专利2项。本项目计划研制开发新产品4项,研制开发新产品5项;计划申请软件著作权5项,实际申请软件著作权5项。本项目计划发表学术论文5篇,实际发表学术论文5篇。
中文关键词	太阳能 ; 热发电 ; 聚光控制系统 ; 测试
成果类型	应用技术
中图法分类号	TM615
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001575915
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243255
推荐引用方式 GB/T 7714	钟国庆,田军,黄文君,等. 塔式太阳能热发电聚光控制系统的研制[Z]. 应用技术,2013.