太陽能光熱電站站址選擇及總平面布置分析

郭文宇

摘要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對電力的需求也在增加。常規(guī)能源短缺及其造成的環(huán)境污染，使得新能源開發(fā)利用成為解決能源危機的主要手段。我國是太陽能資源豐富的國家，太陽能光熱發(fā)電是利用太陽能最經(jīng)濟的方式。因此，加快太陽能熱發(fā)電規(guī)?；?，推進能源革命對改變我國煤電發(fā)電模式具有十分重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：站址選擇；平面布置；可持續(xù)發(fā)展

太陽能光熱發(fā)電是新能源利用的一個重要方向。[1]主要形式有槽式、塔式，碟式（盤式）三種系統(tǒng)。光熱發(fā)電最大的優(yōu)勢在于電力輸出平穩(wěn)，可做基礎(chǔ)電力、可做調(diào)峰；另外其成熟可靠的儲能（儲熱）配置可以在夜間持續(xù)發(fā)電。

1、太陽能光伏電站選址

1.1基本原則

太陽能光熱電站選址是電站建設(shè)工作中非常重要的一部分，它不僅關(guān)系到電源點布局的合理性，電站的安全和經(jīng)濟運行，而且直接影響電廠建設(shè)和投資的進展，應(yīng)根據(jù)國家中長期可再生能源發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域自然條件、太陽能資源、交通運輸、準(zhǔn)入制度、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、其他配套設(shè)施等因素綜合考慮和綜合規(guī)劃，要落實節(jié)約用地的基本國策，嚴格執(zhí)行國家規(guī)定的用地審批程序，優(yōu)先使用荒地，壞耕地和非耕地，不得占用基本農(nóng)田；避免大規(guī)模拆遷，減少土石方量。

1.2一般要求

場址防洪防汛和站址場地標(biāo)高應(yīng)符合對應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)與光熱發(fā)電站防洪等級相應(yīng)的防洪標(biāo)。[2]對于場地內(nèi)高水位以下的地區(qū)，應(yīng)有相應(yīng)的防洪設(shè)施，防洪排澇設(shè)施應(yīng)統(tǒng)一在項目規(guī)劃能力范圍內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃，分階段實施。（a）沿海太陽能光熱電站建設(shè)堤防（或防波堤）時，應(yīng)按防洪標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期）要求增加堤防高程。本期50a累計頻率1%。（b）按照江河湖湖防洪電站堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)（復(fù)發(fā)）的要求，加上0.5米高的安全超高確定；當(dāng)風(fēng)浪影響較大時，還應(yīng)增加當(dāng)前50年來一波攀升的高位。對易發(fā)洪水的電站，應(yīng)根據(jù)設(shè)計防澇水位確定防汛堤防堤（當(dāng)澇水位難以確定時，最高淹水水位為歷史）加上0.5米的額外安全。有排水設(shè)施時，按照設(shè)計的內(nèi)澇水位加0.5米的安全超高確定；如果沒有路堤，基站設(shè)備和建筑物室內(nèi)高程水平的頂部不得低于標(biāo)準(zhǔn)以上（重現(xiàn)期）或歷史最高內(nèi)澇水位的要求。（c）對位于山區(qū)的光熱發(fā)電站，應(yīng)考慮防排山洪的措施，防排設(shè)施應(yīng)按頻率為2%的山洪設(shè)計。（d）太陽能熱發(fā)電廠應(yīng)避開以下地區(qū)：①經(jīng)常受到水蒸氣、煙塵、沙塵以及懸浮物污染的地區(qū)；②易發(fā)生災(zāi)害如泥石流，山體滑坡，危巖巖體，發(fā)育巖溶地區(qū)和發(fā)震斷層帶；③常年風(fēng)力破壞地區(qū)；④爆破危險范圍內(nèi)；⑤水庫大壩容易受到直接的洪水破壞或防洪工程量大，難以保證電站的安全運行；⑥在風(fēng)險評估范圍內(nèi)的光熱發(fā)電站選址應(yīng)進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估時，應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險程度進行綜合評估，提出建設(shè)地址適宜性評估意見和建議相應(yīng)的預(yù)防措施；⑦不應(yīng)選擇具有開采價值的露天礦或地下淺層礦區(qū)；⑧國家指定的風(fēng)景名勝區(qū)，森林保護區(qū)，自然保護區(qū)和水土保持區(qū)；⑨影響飛機著陸，電訊，電視，雷達導(dǎo)航和重大軍事設(shè)施的土地；⑩國家和省級人民政府確定歷史文物古跡保護區(qū)。（e）太陽能熱電廠應(yīng)考慮儲備燃料（煤，石油和天然氣）的來源和儲存。（f）太陽能光熱發(fā)電站出線走廊寬度應(yīng)按規(guī)劃容量一次考慮。

2、擇網(wǎng)站時需要考慮的另外兩個因素

在施工現(xiàn)場，方向，布局，形態(tài)等方面，應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c和生態(tài)環(huán)境；考慮到綠化和景觀設(shè)計。努力營造美觀和諧的環(huán)境，降低噪音，粉塵等環(huán)境污染，利用建筑節(jié)能設(shè)計降低能源消耗，盡可能利用可再生，清潔的資源和能源，如風(fēng)能，太陽能，生物能，地?zé)岬葢?yīng)用。根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況制定節(jié)水規(guī)劃方案，如廢水，雨水回用，選用低運，高性能，高耐久性的局部建材，降低建筑材料在整個生命周期內(nèi)的能耗；使用可回收，可重復(fù)使用和可再生的建筑材料。

3、蝶式、塔式、槽式太陽能電站

3.1蝶式太陽能電站

蝶式（又稱盤式）太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是世界上最早出現(xiàn)的太陽能動力系統(tǒng)。優(yōu)點是阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和費用便宜。近年來，盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要開發(fā)單位功率質(zhì)量比更小的空間電源。盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于空間，與光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，具有氣動阻力低、發(fā)射質(zhì)量小和運行費用便宜等優(yōu)點。蝶式太陽能發(fā)電系統(tǒng)由拋物面反射鏡組成，接收拋物線焦點，接收器內(nèi)的傳熱介質(zhì)加熱到750℃左右，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

3.2塔式太陽能電站

塔式太陽能發(fā)電站的定日鏡由若干面定日鏡、吸熱塔和用于點誤差校準(zhǔn)的相機塔組成。核心發(fā)電區(qū)由主廠房，增壓站，熔鹽罐區(qū)，水處理設(shè)施，輔助生產(chǎn)設(shè)施和附屬生活設(shè)施組成。從1981年到1991年，世界各地建成了裝機容量500kW以上的各種形式的兆瓦級太陽能熱電廠。其主要形式是最大發(fā)電功率80MW的塔式發(fā)電廠。

3.3槽式太陽能電站

槽式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)被稱為槽式拋物面反射器太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是由多個槽式拋物面聚光器集熱器通過串并聯(lián)布置，收集熱量，燒水產(chǎn)生高溫蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電。本系統(tǒng)可獨立運行，作為偏遠地區(qū)小電源供電，一般功率為10～25Kw，冷凝管直徑約10～15m；也被用于較大的用戶，單位數(shù)量為十臺并聯(lián)的設(shè)備組成一個小型的太陽能熱電站。早在1878年，巴黎成立了一個小型太陽能電站，該設(shè)備是一種小型點聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，該盤式拋物面反射器將陽光聚焦到其焦點上，蒸汽產(chǎn)生的蒸汽鍋爐驅(qū)動一個非常小的往復(fù)式蒸汽機。

太陽能光熱發(fā)電的最大優(yōu)點是功率輸出穩(wěn)定，可以做基本的動力，可以做調(diào)峰；另外，經(jīng)過驗證的可靠儲能（儲熱）配置可以在晚上繼續(xù)發(fā)電。

4、結(jié)語

電氣自動化是當(dāng)今比較常見的高科技設(shè)施。[3]在太陽能發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中，要不斷提高電氣自動化的效率，創(chuàng)新高新技術(shù)，增強發(fā)電系統(tǒng)的功能。電氣自動化技術(shù)在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)然也帶來了一些效益，同時也是最有希望的產(chǎn)業(yè)，要逐步完善電氣自動化應(yīng)用，發(fā)展電腦控制技術(shù)，完善特定器件的開發(fā)，完善系統(tǒng)運行效率。這是當(dāng)前的發(fā)展中心，也是迫切突破技術(shù)發(fā)展的瓶頸，不能靜止不斷，學(xué)習(xí)國外先進的研究成果，并且在吸收的同時努力創(chuàng)新，使得電氣自動化技術(shù)得到了根本性的改進和提高，為太陽能發(fā)電服務(wù)。

參考文獻：

[1]孫華.電氣自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].神州，2014（05）40.

[2]蔡蔚.試論電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)[J].農(nóng)家科技，2015（S1）47.

[3]任杰.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用淺談[J].科技傳播，2014（06）：31-32.