歐盟研發(fā)智能冷卻及防塵技術(shù) 擬減少光熱電站70%用水需求

發(fā)布時(shí)間:2016-09-07   來(lái)源:CSPPLAZ

  光熱電站的冷卻及設(shè)備清洗過(guò)程需要大量用水,而光照條件好、適宜建光熱電站的地方通常都面臨著水資源緊缺的挑戰(zhàn),部分地區(qū)淡水價(jià)格甚至高于電價(jià),這在一定程度上會(huì)影響光熱電站的運(yùn)行效率。

  雖然近年來(lái)光熱發(fā)電成本在不斷下降,但其在開(kāi)發(fā)和運(yùn)維領(lǐng)域尚存在一些難題亟待解決,比如在一些缺水的地區(qū)開(kāi)發(fā)電站如何解決水資源短缺的問(wèn)題。目前,歐盟正在推進(jìn)名為MinWaterCSP和WASCOP的兩個(gè)研發(fā)項(xiàng)目以降低光熱電站對(duì)于水的需求量,致力通過(guò)研究一種由節(jié)儉型水噴頭和特制的轉(zhuǎn)子組成的反射鏡清洗裝置和優(yōu)化電站用水系統(tǒng)管理以幫助降低光熱電站用水。

圖:節(jié)水清洗車(chē)在清洗定日鏡表面

  空冷水冷耦合的智能冷卻系統(tǒng)

  來(lái)自法國(guó)原子能與可替代能源委員會(huì)(CEA)的熱工程師Delphine  Bourdon表示,“同所有的熱機(jī)原理一樣,光熱發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能進(jìn)而帶動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電。蒸汽在發(fā)電機(jī)的兩端溫差巨大,如果電站沒(méi)有配備冷卻系統(tǒng),設(shè)備的運(yùn)行效率將會(huì)迅速下降,組件也會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞?!?/p>

  目前,水冷在電站中的使用中較為普遍。作為歐盟資助的WASCOP項(xiàng)目的協(xié)調(diào)員,Bourdon將在未來(lái)三年對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能用水系統(tǒng)管理。空冷系統(tǒng)將作為主要冷卻方式全天運(yùn)行以保證電站在安全工作溫度下運(yùn)行。而水冷將會(huì)在電站滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)使用,以增強(qiáng)冷卻效果,確保電站達(dá)到最佳運(yùn)行效率。

  kelvion控股有限公司研究與發(fā)展部主任Falk  Mohasseb博士也認(rèn)同智能優(yōu)化用水系統(tǒng)的思路,他負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)MinWaterCSP項(xiàng)目,旨在研究先進(jìn)的冷卻和鏡面清潔技術(shù)。Falk  Mohasseb聲稱,相比水冷系統(tǒng),MinWaterCSP提供的解決方案能使光熱電站的水蒸發(fā)損失下降75%-95%,蒸汽朗肯循環(huán)的效率提升2%。采用空冷系統(tǒng)的光熱電站在保持循環(huán)效率的前提下成本降低25%左右。同時(shí),該項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)軸流風(fēng)扇,以滿足發(fā)電廠對(duì)氣流和靜態(tài)壓力的具體要求。

  據(jù)Mohasseb博士介紹,軸流風(fēng)扇有可能會(huì)取代常規(guī)風(fēng)扇,“MinWaterCSP的定制風(fēng)扇將改進(jìn)常規(guī)風(fēng)扇的性能與效率,新型風(fēng)扇在實(shí)驗(yàn)階段表現(xiàn)良好,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新型風(fēng)扇可將冷卻效率提高10%。”

  此外,一個(gè)直徑7.3米的風(fēng)扇將在南非斯坦陵布什大學(xué)的校園里進(jìn)行測(cè)試。Mohasseb博士認(rèn)為風(fēng)扇達(dá)到這樣的尺寸,將會(huì)面臨很多機(jī)械條件的限制,包括材料、機(jī)械振動(dòng)和特別是噪聲的限制,因此他認(rèn)為大風(fēng)扇在市場(chǎng)上并不具備競(jìng)爭(zhēng)力。

  設(shè)置屏障和防塵反射鏡以阻斷灰塵

  陽(yáng)光輻照資源好的地區(qū)往往也是灰塵彌漫的地區(qū),為了不讓蒙塵的反射鏡影響電站運(yùn)行效率,反射鏡需要定期進(jìn)行清潔。雖然在清潔上的用水遠(yuǎn)不及冷卻用水,但它在純度上往往要求更高。

圖:反射鏡防塵將會(huì)為清洗節(jié)省大量用水

  MinWaterCSP開(kāi)發(fā)的徑流水采集系統(tǒng)配合使用清潔機(jī)器人可用于清潔槽式和菲涅爾光熱系統(tǒng)的反射鏡,并使反射鏡清洗用水量減少25%。

  WASCOP項(xiàng)目在西班牙南部地區(qū)和摩洛哥都進(jìn)行了圍墻和植被屏障試驗(yàn),旨在測(cè)試其是否可以阻斷灰塵接近鏡面。同時(shí)該項(xiàng)目合作伙伴也在進(jìn)行疏水涂層試驗(yàn),從而可以使通過(guò)障礙的灰塵也無(wú)法吸附在鏡面上。

  WASCOP和MinWaterCSP的目標(biāo)是通過(guò)結(jié)合智能冷卻和先進(jìn)的鏡面清潔措施,在未來(lái)幾年內(nèi)減少光熱電站70%以上的用水需求。

      關(guān)鍵詞: 光熱發(fā)電

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