格尔木光伏产业园的光伏电站群
在G109国道上突然看见远处在一座塔上有一个特别耀眼的亮点,开近了一看,果然是之前就有所耳闻的熔盐塔式光热电站。这种电站看上去就像游戏中的“光棱塔”一般,聚集着炙热的阳光和温度,明晃晃的集热塔亮得简直让人无法直视。
格尔木的熔盐塔式光热电站
相较于传统的直接把光能转化为电能的光伏电站,熔盐塔式光热电站又有什么优点呢?
首先我们看一下熔盐塔式光热电站的发电原理:
1) 通过360度环绕集热塔的定日镜把太阳光反射到集热塔顶端。
2) 反射的太阳光在集热塔顶部产生500多摄氏度的高温加热熔盐,熔盐熔化后流入集热塔下方的发电机构加热水产生蒸汽推动汽轮机发电。
3) 熔盐冷却后进入冷盐罐,再被循环放入塔顶等待再次被加热。
熔盐塔式光热电站结构
再来对比一下熔盐塔式光热电站和普通光伏面板发电相比的优点:
1) 太阳光利用效率更高。随着太阳的东升西落,固定的光伏面板无法最优利用太阳能,一旦太阳角度变化,对发电效率都会产生影响;而熔盐塔式光热电站的定日镜拥有机械转向机构,可以随着太阳转动而转动,把太阳能的利用做到最大化。
2) 损耗小、污染更少、成本低。光伏面板会随着使用时间推移而老化、发电效率下降,并且生产时会产生一定的重金属污染;而熔盐塔式光热电站的熔盐在加热、冷却的循环中损耗很少,熔盐本身的材料也是一种清洁、无污染的物质。
3) 可24小时持续发电,对电网冲击小。光伏面板受太阳照射时间的限制,太阳落山后无法发电;而熔盐塔式光热电站的集热塔内拥有熔盐储热系统,可以只提取一部分熔盐进行发电,而剩下的高温熔盐可以保存于储热系统中,留待太阳落山后继续放热发电。
可以说熔盐塔式光热电站是下一代太阳能发电系统的标杆。
别看小小的反射太阳光加热熔岩的看似简单的技能,其实设计和施工的难度比普通的光伏电站要大很多,这也是为什么世界上只有极少数几个国家掌握了熔盐塔式光热电站的技术。
而熔盐塔式光热电站的建造和运行的难度在于:
1) 聚光系统制造难度大。高反射率定日镜镜片的制造要求拥有很高的制造精度。定日镜带有一定的弧度,定日镜的支架设计决定了定日镜反射光斑的大小和精确度,光斑越小、精确度越高,反射率也就越高。哪怕反射率差一点,整个系统的热效率就会有很大影响,经济性从而大打折扣。
2) 聚光系统瞄准的难度大。熔盐塔式光热电站的规模越大,发电的经济性也就越好,而越大的电站周边的定日镜距离集热塔就越远,决定定日镜瞄准精度的减速机就要求有更高的机械精度,这就要求减速机的抗冲击、抗风能力一定要好。在大规模的熔盐塔式光热电站,哪怕一片云飘来阴影遮盖了一部分定日镜的镜场,都会对集热塔的热负荷分布产生非常大的影响,这就要求对镜场的瞄准控制逻辑有独特的优化设计。
3) 定日镜的清洗。灰尘对定日镜聚光效率会产生很大的影响,所以定日镜要做到定期的清晰才能够保证优良的发电效率。而使用干洗还是水洗、多长时间清洗一次才能做到成本最优、甚至在镜场中如何行走清洗效率最高都要拥有良好的管理策略。
由此可见,掌握熔盐塔式光热电站还真不是一般国家可以搞定的事。目前在国内的熔盐塔式光热电站基本都在光照条件充足的西北地区,在格尔木、德令哈和敦煌,都能看到它的身影。
熔盐塔式光热电站的定日镜镜场
自格尔木起,G109国道开始进入了最艰苦的雪域高原路段。从格尔木到正式进藏之前最后一站唐古拉山镇,在400多公里的路程中,海拔由格尔木市的2800米上升到了唐古拉山镇的4500米,并且过了昆仑山口后平均海拔都在4500米左右,这让G109国道成为了进藏平均海拔最高、环境最恶劣的进藏线路。
格尔木市往南30多公里就到达了进藏的第一道检查站——格尔木南山口治安检查站。在这里查验了行程码、48小时核酸报告后,就正式进入了一路向上的高原公路爬升。
碧玉一般冰封的格尔木河与昆仑山嶙峋的怪石伴随着G109国道一路驶向雪域高原(以下图片请横屏观看)。格尔木河是柴达木盆地最大的内陆河流之一。