用低成本光伏结合光热储热提升系统整体效率?Abengoa试点项目即将启动
发布者:admin | 来源:​CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 4921查看 | 2020-06-12 19:18:33    

CSPPLAZA光热发电网讯:通过近年来的大规模部署和快速发展,光伏发电成本已快速下降并趋于平价,虽可能在一定程度上抑制了光热发电的新增市场规模,但却使光伏光热混合发电项目在全球范围内更多得到部署。


究其原因,主要是因为光伏、风电等间歇性能源部署规模越来越大,可储存电力价值不断提升,而凭借熔盐储热系统可实现稳定输出的光热发电正好有了用武之地。


如何充分发挥光伏低成本优势和光热的低成本储能优势,以西班牙光热发电巨头阿本戈(Abengoa)正在进行的储能改造思路或可以给包括中国在内的其他光热新兴市场一些借鉴。


利用低成本光伏赋能光热电站储热系统


目前西班牙已投运的2300MW光热电站,约有1200MW没有配置储热系统,而Abengoa则运营着其中装机650MW的13座槽式光热电站,且这些电站均未配置储能系统。


据悉,Abengoa正在研究使用低成本的光伏电力为熔盐储热系统供能的思路改造其运营的众多槽式光热电站,且近日还与一家能源企业签署了合作协议,将在一座50MW的槽式光热电站开发一个试点项目。


按照Abengoa的改造思路,将采用光伏等低成本的电源和电加热器来提升现有槽式光热电站运行温度和系统效率,具体思路为:将光伏多余电力通过电加热提升熔盐温度,并进一步提升产生蒸汽温度和系统发电效率。


Abengoa太阳能技术主管Miguel Mendez Trigo表示,熔盐电加热器和高效换热器是这个改造思路的关键设备,这些设备的性能也将首次在试点项目中进行验证。


按照Abengoa方面预计,该试点项目将需要4年左右的时间完成。Miguel Mendez Trigo表示,待西班牙可再生能源相关政策进一步完善之后,将会利用该技术在西班牙建设第一个商业化项目。


西班牙光热光伏混搭有望成趋势


西班牙的光伏产业在经历了多年的低迷之后正在蓬勃发展。该国在2019年安装了4000MW的光伏电站,预计未来5年每年将安装约4000MW。


不断增加的间歇性可再生能源将使西班牙储能需求在未来几年内大大增加。


按照西班牙最新发布的国家能源和气候综合计划(PNEC),到2030年可再生能源将占该国电力供给总量的74%,并关闭近10500MW燃煤电站。


而在经历多年发展低迷期之后,投资者最近也纷纷重返西班牙光热发电市场。


新的关税立法稳定了收入前景,而不断增长的存储需求也凸显了光热发电技术的优势。


Atlantica Yield欧洲、中东和非洲地区副总裁David Esteban接受采访时表示,西班牙现在有了稳定的监管机制,并明确了游戏规则,这为投资者发展光热发电提供了信心。同时,光热发电熔盐储热系统所提供的电网稳定性将刺激新的产能释放。


根据西班牙政府计划,光伏发电容量将从2019年的9000MW提高到2030年的36900MW,风力发电容量将翻一番,达到50500MW。到2025年,CSP的产能将增至4800MW,到2030年将达到7300MW。


光伏装机量的大幅提升将使白天电价大幅降低,而这也将使Abengoa计划采用的光伏+熔盐储热系统+槽式光热电站的改造思路的经济性大大提升。


Aelius工程咨询公司首席执行官Xavier Lara表示,为一个50MW的槽式光热电站配置储热8-9小时的熔盐储热系统,比现有光伏系统中使用电池要便宜好几倍,目前有多家单位正在研究这个方向。


Xavier Lara强调,政府针对这种储能制定合适的财务政策和相关法律至关重要。好的消息是,今年4月份,西班牙环境部已经发起了一项将储能纳入国家能源委员会的公共咨询。


此外,建设光伏光热混合系统还可以降低大规模光伏部署所带来的电网连接风险。


比如,在班牙西部的埃斯特马杜拉(Extremadura)等快速增长地区,计划中的光伏项目超过了已经超过了并网能力,而通过光伏+光热改造将有助于降低电网的投资成本。


实例已证明光热光伏混合发电系统的发展潜力


而正在推进的摩洛哥Noor Midelt I混合CSP-PV等项目已经证明了抛物线槽、光伏和存储技术相结合的成本效益。


由EDF牵头的财团开发的800兆瓦Noor Midelt I项目去年创下了68迪拉姆/兆瓦(71美元/兆瓦,约合人民币0.48元/kWh)的光热发电投标价格新低记录,该项目将把200MW槽式光热电站、600MW光伏电站和利用热能和电池技术的5小时储能系统结合起来,其中光伏发电系统所生产的部分电能将通过电加热装置储存在光热发电系统所配置的储热系统中。


据该技术思路的提出单位TSK Flagsol的技术总监Mark Schmitz描述,在该项目中光热发电系统和光伏发电系统均可以独立生产并向电网供电,但通过电加热器又可将两者结合起来。正常运行时,槽式光热发电系统工作温度约在400℃左右,但是储罐中的熔盐可以承受更高的温度,而高温蒸汽对于蒸汽轮机提升发电效率则非常有利,因此我们应用了一个几年前开发出的概念,即将光伏系统中的多余电力放入储热罐中。


他进一步解释道,槽式光热系统的工作温度会受到系统中循环的传热流体的限制,通常情况下,槽式光热系统配置的熔盐储罐的运行温度要低于400℃,但这一限制可以通过电加热熔盐来克服,经过调整后输送到热盐罐的熔盐温度可达到565℃左右。


Mark Schmitz认为,随着光伏、风电等间歇性能源在全球范围内得到大规模部署,可再生能源电力在整个电力系统比例不断提升,但在某一个临界点上,电网将面临较大的冲击,比如阳光非常充足的时候,会出现光伏系统向电网输送电量过大的情况。

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