江苏鑫晨光热技术与项目简介

1、二次反射塔式太阳能热发电项目与技术江苏光热技术/市场总监/2017-2018光热产业发展及公司概况01二次塔式技术简介02目录二次塔式技术特点与亮点03现有示范与商业项目04光热产业发展及公司概况美国2015年建成的全球最大的塔式光热电站项目Ivanpah塔式太阳能光热发电站项目装机总容量达392MW，是全球塔式光热电站的标志性项目。强调：BrightSource公司的Ivanpah项目是创造良好就业机会，并协助曾在他的演说里达到清洁能源目标的政策之实践典范。Ivanpah电站总装机392MW，由三座装机分别为133MW、133MW和126MW的塔式电站。项目总计投资达22亿，获得美国能源部1

2、6亿的担保。科技巨头投资1.68亿大的光热发电项目。，NRG太阳能公司投资3亿。这也使其成为历史上投资额度最ü 全球能源政策都在大力推进光热发电。美国已确立光热发电基础负荷地位，加州新批太阳能项目都是光热；宣布20年实现总用电量的1/3太阳能发电，其中一大半是太阳能光热发电；中国十二五年产业指导目录将光热发电列为新能源类的第一项。ü 全球光热发电的资本投资呈指数级上升。美国的单个项目投资即达到22亿（392兆瓦）；西班牙商业化项目（塔式）实现24小时不间断供电，年发电110GWh，满足2.5万户居民的用电需求，年减排3万吨；中国十二五上。建设100万千瓦；十三五建设定调在5

3、00万千瓦以2014年7月中国第一个商业光热电站青海德令哈50MW（1期10MW）并网2014年，江苏承接了国内首个二次反射塔式光热发电示范项目，该项目已于2015年6月正式发电。该项目的实施，了光热的规模化生产、机械化安装、镜场运维等各项系统集成能力。2015年9月能源局关于组织太阳能热发电示范项目建设国能新能2015355号（区、市）发改委（能源局），生产发改委、可再生能源中心、水电水利规划设计总院、电力设计总院：太阳能热发电是太阳能利用的重要新技术领域，为推动我国太阳能热发电技术 一批太阳能热发电示范项目建设。现将有关事项通知如下：发展，决定组织一、示范目标目前国内太阳能热发电产业处于起

4、步阶段，尚未形成产业规模，工程造价较高，技术装备能力弱，缺乏系统集成及运行技术。为攻克装备，形成完整产业链和系统集成能力，现组织建设一批示范项目。太阳能热发电示范项目以槽式和塔式为主，其他类型也可申报，示范目标：一是扩大太阳能热发电产业规模。通过示范项目建设，形成国内光热产业链，支持的示范项目到商业应用规模，单机容量不低于5万千瓦。二是培育系统集成商。通过示范项目建设，培育若干具 备全面工程建设能力的系统集成商，以适应后续太阳能热发电发展的需要。国内光热政策Ø 标杆上网电价：￥1.15 /KwhØ 只适用于第一批20个示范项目Ø时间4小时以上Ø 2018

5、年12月31日前全部投运Ø 2019年以后会适当降低光热电价国内第一批示范项目Ø 第一批示范项目总装机容量：1.35GWe （总造价近400亿元）Ø 预计2020年之前，发改委还将另外核准约5GWe的光热项目（1500亿元）（三）发展目标继续扩大太阳能利用规模，不断提高太阳能在能源结构中的比重，提升太阳能技术 水平，降低太阳能利用成本。完善太阳能利用的技术创新和多元化应用体系，为产业健 康发展提供良好的市场环境。1、开发利用目标到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上，在“十二五”基础上每年保持的发展规模；太阳能

6、热发电装机达到500万千瓦。太阳能热利用集热面积达到8亿平方米。到2020年，太阳能年利用量达到1.4亿吨 标准煤以上。专栏1 “十三五”太阳能利用主要指标指标类别主要指标2015年2020年装机容量指标（万千瓦）光伏发电431810500光热发电139500合计431911000发电量指标（亿千瓦时）总发电量3961500热利用指标（亿平方米）集热面积4.428公司简介 江苏光热技术（简称：光热） 致力成为太阳能光热发电镜场提供商（研发、生产、装配），镜场工程EPC承包商，镜场运维技术服务商（培训、运维）。 拥有完善的定日镜部件供应链，先进的自动化装配生产线以及出色的镜场工程服务团队。 公司

7、现有100人，汇聚一批本科、博士。涵盖机械设计、电气与电控、定日镜生产装配、热工设计与工程、供应链管理、项目管理等专业。公司发展与定位-定位与方向江苏光热技术定位：塔式镜场EPC服务独创性提供二次反射镜场与吸热器EPC服务。发展方向：公司致力于为光热发电项目业主提供专业的塔式镜场集成服务，：1、 镜场系统设计；2、 定日镜方案；3、 定日镜生产安装解决方案；4、 镜场系统；5、 全镜场调试。6、塔式技术（其中二次反射技术，含镜场与熔盐吸热器）公司-基本情况基本情况：1、成立于2014年12月。技术准备情况：1、完成中试规模示范项目；2、全球第一个光-热-储2次反射的规模化实现；3、定日镜制造工

8、艺定型；4、采用熔盐直接吸收式技术。工程组织计划：1、在西部设立生产中心，生产前端工件；2、在现场就近设置总装和检测线，并就近安装。预计2、资本1200万。战略合作：每条线生产并安装50台定日镜。客户：3、生产整体设计已经完成，部分已经完成，正在组织厂验。其余等待项目明确后开始生产。知识产权：定日镜，镜场电控，2次反射镜等涉及到的具体化技术和专有技术。光热与西班牙I达成成全球技术电站的技术合作拓展Energy Institute 战略合作MOU，共同研发光热发电塔式光热与西班牙I达成全球技术战电站的技术合作拓展Energy Institute 略合作MOU，共同研发光热发电塔式二次塔式技术简介

9、高空外露的圆柱面细小管路显著且不确定的对流散热塔式光热电站的一些技术瓶颈照度换热系数管壁温度管径流速散热管材要求照度上限800kW/沿程阻力技术瓶颈光斑均匀性要求高熔盐泵扬程塔式光热的升级二次反射旋转双曲面二次反射镜双曲面几何特性：指向上焦点的光线反射后必过下焦点传统塔式聚焦点直接式地面吸热器光热电厂聚光岛（定日镜、供电系统和二次反射塔）集热岛（吸热器、熔盐罐、熔盐循）常规岛（换热器、水循环、汽轮机、发电机、冷凝器、泵阀等）电厂BOP（水处理、熔盐熔化、输配电、厂房等）综合中心（集热岛/常规岛DCS系统、聚光岛测系统）系统和气象监光热电厂聚光岛与集热岛设计100M100M100M 系统MA1A

10、2A3AnBnMnRS485RS485RS485吸热器M3B3M2B2M1B1BA反射塔定日镜吸热器及其热场流场分布流场分布综合中心设计与运营指导集热岛/常规岛DCS系统聚光岛系统气象监测云遮挡的损失补偿策略云遮挡所造成的热量损失：运行过程中，云遮挡过程中，吸热器需要继续维持运转，约相当于吸热器功率20%左右的能量在做损失补偿。年理论光照时间约4000多小时，实际工作时间约2500-3000小时。这中间的差值就是非晴天，而其中占有较大的比例。例如：每天满功率集热时间6小时中，假设有共计1小时云遮挡发生按外部式吸热器80%的效率，如果镜场6小时获得的总热量为5份，则吸热器6小时损失热量为1.2份

11、，实际可用能量为3.8份，实际集热效率仅为76%。LostInputDay Time系统总体设计与优化太阳倍数（Solar multiple）定义为：对于特定的设计点，吸热器输出热功率与透平机组额定热功率之比，反映了集热系统容量与发电系统容量之间的差别蓄热小时（Hours of TES）定义为：按照电力岛额定热输入功率持续工作小时数来表征的容量二次塔式技术特点与亮点定日镜设计参数光热P2-2型塔式定日镜Ø 定日镜：5.2m×2.2m×1.3mØ 有效反射面积：9.6Ø 小镜片：0.4m×1mØ 镜片类别：超白Ø 小

12、镜轴数量：12Ø 电机规格：86步进电机×2机规格：行星机×2ØØ 设计精度：1mradØ 工作风速：15m/sØ 极限风速：25m/s定日镜设计亮点 独特转动方式排布原则简单，光效率更高 工厂模块化生产安装调试便捷，误差源更少 百叶窗式结构统计，降低瞬态扰动 光斑提升吸热器安全性，降低运营风险适中结构抗风要求与节点数的平衡 性价比高用钢量和驱动成本低独特的转动方式独特的转动方式提高了太阳能镜场的光效率与占地率全场追日的转动总行程更短追日行程统计高度角-方位角方式定日镜年统计追日行程玫瑰图滚转角-俯仰角方式定日镜年统计追日行

13、程玫瑰图行程更短，节省场用电，平均功耗5.2W百叶窗结构百叶窗式结构的流体力学优势：Ø分传统连续曲面定日镜正面来风产生大涡旋背面负压不均衡产生扭转的力臂大大缩短ØØ高风速下对机的保持力矩要求低结合环形无遮挡镜场布局：ØØØ迎风面定日镜的安全系数更高内圈镜场的各种风向产生的指数递减无差异性光斑8:0012:0016:00传统2矩形定日镜（高度角-方位角方式）的光斑形状每天时间而旋转伸缩变化8:0012:0016:00光热10定日镜（滚转角-俯仰角方式）的光斑形状每天基本不变，且聚焦性更好适中1大定日镜100大定日镜优： 劣：、安装便捷优

14、：节点少节点多劣：风抗大、占地多安装难度大9.6定日镜综合特性更优，成本更低模块化镜场占地率大幅提升发电量占地：1.89 acres/GWh/yr占地率比国际塔式平均水平高48%美国已有光热发电项目的容量占地统计数据分期建设提早运营50%的聚光岛和所有共用一期末建成，发电时长减半在项目余下的50%聚光岛在项目二期末建成， 运营团队已经积累了丰富经验，项目可以提早满负荷正常运行项目前期的财务环境大大优化项目一期项目二期正式运营大幅提升的集热性能和光照适应性液面反射率与Pyromark 黑漆相当没有光斑照度均匀性要求流速调节不再受管道限制表层液面散热温度更低液体内理论换热系数无上限照度无上限从根源

15、上避免了熔盐吸热器安全性风险Ø 直接吸收腔式熔盐吸热器Ø 吸热面无管路设计Ø 每天无需彻底排空不同波长辐射在二元熔盐中的透射系数照度在一定深度熔盐中的衰减光在熔盐中的透射实验地面型吸热器的一些特点地面型直接熔盐吸热器与传统塔式吸热器对比传统塔式吸热器熔盐地面吸热器吸热器材料347+本体材料316与保温砖吸热器高度140m-200m7m吸热形式外部式间接加热腔式直接加热最高照度<800kw/m22000kw/m2散热损失40-60kw/m229kw/m2吸热器效率82%90%云遮挡损失补偿>5%0泵扬程>200m10m自耗电400kw<200

16、kw开场和关场的风险极高无吸热器熔盐冻堵危害高无维护面漆1-2年无直接式熔盐吸热器自然对流红外辐射自然对流优势“一无一高三低”无熔盐冻堵风险从根本上消除了熔盐在吸热器中的冻堵风险，保证了电站运行的较高的热效率理论研究与实测数据均表明集热转换效率可达90%以上；性；造价低吸热器本体为不锈钢316钢壳结构，完产化；自用电比例低使用低扬程熔盐泵向吸热器供冷熔盐，熔盐泵峰值功率仅为6KW；运行难度系数低无需复杂的云策略，夜晚无需排空，热熔盐在加盖的吸热腔内可存放8个小时无凝结现象；吸热器效率提升至极致自然对流红外辐射自然对流强迫对流强迫对流红外辐射红外辐射模块间的长距离熔盐传输可靠100MWe电站单程

17、总熔盐管长约11km管路所有熔盐循环泵总耗电仅60kW熔盐管路采用燃气分段集中加热保温，不消耗厂用电1000米高温熔盐管道保温散热估算熔盐温度570300环境温度1010管外径210210mm管长10001000m保温材料1厚度30-mm保温材料2厚度300250mm保温材料1热导率0.039-kg/h保温材料2热导率0.0830.066W/mk质量流速107508107508kg/h每千米4.12.1热损功率19599kW1000米高温熔盐管道沿程阻力估算熔盐（570）1734kg/m³动力粘度（570）6.69E-07/s管内径200mm管长1000m体积流量62m³/

18、h流速0.55m/sRe1.64E+05紊流绝对粗糙度0.1200mm相对粗糙度1.2000沿程阻力系数0.0194直管沿程压降0.03Mpa循环泵耗电0.5kW更低的综合造价避免了熔盐吸热器凝固风险镜场模块最佳性价比加快工程安装施工分步投资提高资本利用率更低的综合造价缩短工程设计周期现有示范与商业项目盐城300kWt二次反射示范项目Ø 160面9.6塔式定日镜Ø 1座20m高15m口径钢结构二次反射塔Ø 1台300kWt腔式熔盐吸热器Ø 2个1500kWht熔盐储罐Ø 2台立式高温熔盐泵Ø 1套熔盐蒸汽发生系统Ø 1台10

19、kWe小型单级双支点背压式汽轮机Ø 1套除氧、给水、凝气、冷却系统盐城300kWt二次反射示范项目镜场工程盐城300kWt二次反射示范项目热力岛工程盐城300kWt二次反射示范项目直接辐射监测设计DNI 500W/总辐射直接垂直辐射散射盐城300kWt二次反射示范项目吸热器聚光灰度化处理工业相机（带中性滤光片）盐城300kWt二次反射示范项目熔盐吸热器注盐盐城300kWt二次反射示范项目熔盐吸热器热损测试69kW散热功率相当于9.85kW/与理论估算的散热吻合反演得到12.8MWt吸热器效率约91%盐城300kWt二次反射示范项目聚光加热熔盐盐城300kWt二次反射示范项目熔盐吸热器

20、加热测试有效吸热功率180kW平均散热热功率111kW镜场投入热功率291kWt DNI实测值50MWe太阳能塔式光热发电示范项目市新市区以东20km的Ø 本项目厂址位于沙窝，厂区2平方公里区域内地形起伏较小。Ø的日照十分丰富，年均日照时数3166多小时。Ø 项目距离最近的青山水库5KM，距离最近的330KV便利。电网6KM，用水及发电上网相当l 15个标准镜场模块l 69330面9.6定日镜l 共用1台蓄热6小时高温熔盐储罐l 共用50MWe常规岛及BOPl 项目动态总投资17.9亿管道布置项目支持性文件ü 酒泉市、市两级国土局的用地üüüüüüü省疏勒河流域水管理局、酒泉市水务局的用水省电力公司的