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世界第一!中国光热电站用镜子年发电3.9亿度,规模远超欧美

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本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文中已标注文献来源及截图,请知悉。
世界第一!中国光热电站用镜子年发电3.9亿度,规模远超欧美

前言

在大陆西北地区广袤的荒漠戈壁滩上,居然有着上万片镜子围绕着中心的一座高塔矗立在风沙中,如果你从从未见过塔式光热电站,是否会认为这是外星科技所建造的建筑?

其实,这座特殊的建筑,是位于大陆敦煌地区的熔盐塔式光热电站,这座引人瞩目的光热电站只用镜子和盐,就可以24小时产出清洁电力,它是如何做到的呢?

这座电站又有什么不同寻常之处,竟然能够引起全世界的关注?

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中国光热发电异军突起,领跑世界

近年来,得益于大陆西北地区得天独厚的自然条件和国家在新能源产业方面的大力扶持,中国在光热发电领域取得了长足进步,异军突起,开始领跑世界。

大陆西北地区拥有世界上最丰富的太阳能资源,日照时间长,辐射量大,非常适合发展光热发电。

据测算,大陆西部地区年日照时数高达2000至3200小时,太阳辐射量在5000至6000兆焦/平方米,是发展光热发电的理想之地。

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经过多年的科技发展和研发攻关,大陆在光热发电核心技术上也实现了自主可控,掌握了包括定日镜设计制造、吸热塔建设、熔盐储热等一系列关键技术。

同时,国家对光热发电产业给予了政策和资金的双重扶持。

2016年,国家能源局发布了《太阳能发展"十三五"规划》,将光热发电列为重点支持的新能源产业,2017年又出台了光热发电专项补贴政策,极大地激发了企业投资建设的积极性。

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在多重利好因素的推动下,大陆光热发电进入了快速发展期,仅2017年,大陆新增光热发电装机容量就达到了100兆瓦,累计装机规模跃居世界第一,而在2018年底,这一数字已经翻了一番,达到了200兆瓦。

与此同时,大陆在其他清洁能源领域也取得了瞩目成就,在水电、风电、光伏发电等方面,装机容量均已跃居世界第一。

信息来源:

北青网《大陆可再生能源装机达14.5亿千瓦占全国发电总装机比重超过五成》2023-12-25

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2023年,大陆可再生能源装机达14.5亿千瓦,占全部发电装机容量的比重超过了一半,历史性超过了火电装机容量,加快了能源绿色低碳转型的步伐。

这些成绩的取得,标志着大陆已经成为名副其实的新能源大国,在全球能源转型和应对气候变化中发挥着越来越重要的作用。

未来,随着技术进步和产业升级,光热发电有望成为大陆西北地区最具发展潜力的清洁能源之一,为大陆能源结构优化和生态文明建设做出更大贡献。

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沙漠中的“超级镜子”

在茫茫戈壁滩上,一座“超级镜子”电站格外引人注目,它由12000多面定日镜组成,镜面总面积超过140万平方米,相当于200个标准足球场的大小。

这些镜子以260米高的吸热塔为中心,呈环形阵列排布,远远望去,宛如一朵盛开在沙漠中的“银色向日葵”,它就是享誉世界的敦煌光热电站。

敦煌光热电站是大陆自主设计建造的首座大型商业化光热电站,于2016年8月正式开工,2018年12月并网发电。

信息来源:

新华社《甘肃:百兆瓦级熔盐塔式光热电站实现满负荷发电》2019-06-18

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电站总投资30亿元,占地1800亩,装机容量达到100兆瓦,是目前亚洲单机容量最大的光热电站。

这座电站采用国际先进的塔式熔盐技术路线,集光热发电和熔盐储能于一体,不仅可以实现高效发电,还能够实现长时间的能量存储和调节,是名副其实的“超级镜子”电站。

在吸热塔的周围,1万多面定日镜在阳光下闪闪发光,这些镜子都装配有高精度的减速机构,可实现0.6毫弧度的精确控制。

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在太阳东升西落的过程中,它们会自动调整角度,始终将太阳光精准地反射到塔顶的吸热器上,聚焦精度可达0.03至0.05度。

定日镜的背后还有许多“黑科技”,每一面镜子都由35块小镜子拼接而成,采用了特殊的背板设计,可有效防止镜面变形,确保反射效率。

镜子表面还覆盖了一层纳米级的反射膜,反射率高达94%以上,此外,镜子经过特殊处理,耐沙尘、抗风化能力极强,可以经受住戈壁滩上的狂风侵蚀。

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除了“超级镜子”,吸热塔的260米的高度也创下了世界第一的纪录,搭配上24.6米的塔身直径,组成了目前世界最高、规模最大的熔盐塔式光热电站。

塔顶安装的是一个采用模块化设计的巨型吸热器,通过流动的熔融盐吸收太阳能,最高温度可达565℃,表面涂覆了耐高温、高吸收率的涂层,使太阳能吸收效率达到了96%以上。

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凭借这些先进的设计和尖端的技术,敦煌光热电站在建成之初就创造了装机容量最大、吸热塔最高、镜场面积最广、熔盐储量最多等等多项世界纪录。

它的成功运行,标志着大陆已经跻身世界光热发电技术最先进的行列。

敦煌光热电站不仅是一座发电站,更是一座展示大陆新能源科技实力的丰碑,它犹如一面镜子,折射出了大陆在光热发电领域的巨大进步和光明前景。

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创新科技助力清洁发电

敦煌光热电站之所以能够实现高效稳定的发电,关键在于其采用了塔式熔盐技术路线。

与传统的槽式光热电站相比,塔式系统具有光热转换效率高、占地面积小、配套储热系统等优势,堪称光热发电领域的“革命性”技术。

敦煌光热电站可以分为三个部分:集光系统、吸热系统和发电系统。

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集光系统由上万面定日镜组成,它们在计算机的精确控制下,自动跟踪太阳的运行轨迹,将太阳光聚焦到吸热塔顶部的吸热器上,将光能转化为热能。

吸热器内装有熔融盐,通过与高温烟气换热,温度可以升高到565℃以上,这些“充满能量”的熔融盐,会源源不断地流向热盐储罐。

当电网需要电力时,高温熔盐又会被泵送至蒸汽发生器,加热水产生高温高压蒸汽,推动汽轮机发电机组发电。

信息来源:

光明网《大师课探秘戈壁滩里的“超级镜子”》2024-06-05

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与此同时,冷却后的熔盐则流回冷盐罐储存,等待下一次循环,通过熔盐的不断循环,电站可以实现24小时连续发电。

更关键的是,熔盐还可以起到储能的作用,白天产生的多余热量,可以储存在熔盐中,晚上再释放出来发电,从而实现电力的错峰调节。

熔盐的储热性能非常优异,565℃的高温熔盐,即使放置一天,温度也只会下降10℃左右,这意味着,电站即使在阴天或夜晚,也能依靠储存的热量维持较长时间的发电。

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据测算,两个盐罐的储热量相当于30个小时的额定发电量,可以确保电站实现不间断供电。

与槽式光热电站相比,塔式电站的发电效率更高,受制于传热流体温度较低,汽轮机进口温度难以提高的原因,槽式电站发电效率通常在15%以下。

信息来源:

新华网《》2021-02-25

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而采用熔盐的塔式系统,由于熔盐温度可高达565℃,汽轮机进口温度可达到540℃以上,发电效率可以达到20%左右,接近传统火电机组的水平。

此外,塔式电站的占地面积也大大减小,由于塔式系统将太阳能“集中”到吸热塔上,单位面积的聚光倍数是槽式的4倍以上,因此镜场面积可以大幅减少,以相同装机容量计算,塔式电站的用地面积仅为槽式的1/3左右。

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目前,西班牙和美国是除中国外光热发电较为领先的国家,西班牙的光热发电装机约2300兆瓦,美国约1700兆瓦,但其大部分电站采用的还是传统的槽式系统。

与之相比,中国敦煌光热电站在设计之初,就采用了先进的塔式熔盐技术路线,实现了一次技术“弯道超车”。

相信在不久的将来,会有更多的塔式光热电站在大陆西北的大漠戈壁上拔地而起,成为大陆能源转型和绿色发展的新亮点。

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敦煌光热电站的意义与展望

敦煌光热电站的建成投运,不仅在技术层面实现了重大突破,更在经济、社会、生态等方面产生了深远影响,它的意义,已经远远超出了一座普通电站的范畴。

敦煌光热电站是大陆在西部地区探索清洁能源新模式的一次成功尝试,西北地区日照资源丰富,但常规能源匮乏,生态环境脆弱。

大规模开发光热发电,不仅可以充分利用当地的太阳能资源,还可以最大限度地减少化石能源的消耗,对于改善区域能源结构,推动绿色低碳发展具有重要意义。

信息来源:

中国日报网《甘肃敦煌:大漠戈壁持续输出绿色能源》2024-02-27

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而光热电站的建设运营,还可以带动当地光伏、新材料、装备制造等相关产业的发展,促进产业升级和经济结构调整。

据测算,仅敦煌光热电站一期工程,就可带动30多亿元的投资,创造数千个就业岗位,随着更多光热项目的落地,有望形成规模效应,打造“大漠光电走廊”,成为西北地区的新增长极。

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在能源惠民方面,敦煌光热电站也发挥了重要作用,2021年,电站投运后,当年就产出了3.9亿度的清洁电力,不仅可以满足敦煌市20万户居民的生活用电需求,还可以为当地的旅游、农业、工业发展提供充足的电力保障。

同时,电站的落成也为古丝绸之路上的敦煌增添了一道亮丽的风景线,成为展示“大漠光电”魅力的新窗口。

作为一座“零排放”电站,它的清洁发电过程几乎不产生任何废气、废水和废渣,对周边的生态环境影响极小。

信息来源:

人民资讯《“超级镜子发电站”一年发电量3.9亿度》2021-10-13

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如此巨额的清洁电能产出,也使得该电站每年可替代标煤12万吨,减排二氧化碳35万吨,相当于植树造林1万亩。

敦煌光热电站的建成标志着大陆已经掌握了光热发电的核心技术,并形成了完整的产业链条,这不仅大大提升了大陆的能源自主保障能力,也为大陆参与全球能源治理、引领国际光热发电产业发展奠定了坚实基础。

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在“一带一路”倡议的推动下,中国光热发电有望走向更广阔的海外市场,让更多的国家和地区分享绿色发展的成果。

放眼未来,随着技术进步和成本下降,光热发电必将迎来更加广阔的发展空间。

在大陆“西电东送”的战略布局下,西北地区光热发电的规模化开发条件日趋成熟,随着全球能源转型和碳中和目标的推进,也将为光热发电带来新的市场机遇。

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结语

敦煌光热电站,这座矗立在大漠深处的“超级镜子”,折射出的不仅是炙热的阳光,更是中国新能源科技创新的耀眼光芒。

它的建成,标志着大陆在光热发电领域已经跻身世界最先进行列,为全球太阳能高效开发利用提供了“中国方案”。

这座“会呼吸”的电站,每时每刻都在用镜子聚光的魔力,将太阳的恩赐转化为源源不断的清洁电力,点亮万家灯火,守护蓝天白云。

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