太阳能光热发电“向日葵”花开三亚

南三亚南山海滨，一座占地95亩的“太阳能小城”，轮廓日渐清晰--2000多朵发电“向日葵”竞相追逐着太阳，“手拉手”组成一座1兆瓦的太阳能光热发电示范电厂，年底即将正式发电。

从上海世博会中国馆走出的发电“向日葵”，每朵由300块边长10厘米的正方形镜片拼成一个碟子。发明人、益科博能源科技（上海）有限公司董事长项晓东博士，为碟子和每块镜片分别编排了不同的“行走路线”，让它们努力追着太阳而动，捕捉尽可能多的阳光；当阳光被反射到镜面上方的集热器，光旋即转换成热；再通过类似传统电厂的热电转换，便产出了电。发电“向日葵”之所以引人注目，是因为它以很低的成本实现了全球最高的太阳能利用率。

建示范电厂，益科博又创了纪录：常规电厂从设计到发电，通常得花两三年；太阳能光热电厂国内从没建过，连标准都还没有，“托世博的福”，它一年就建成了。

从30朵到2000多朵

为了验证“向日葵”的光热转换率，两年前，益科博在张江集电港的空地上，建起了一套由30朵“向日葵”组成的太阳能光热发电子系统。去年11月，三亚的示范电厂正式开工，系统规模从30朵放大到2000多朵，此时设计和施工人员发现，系统集成可不是简单的“1+1”。

在太阳的照射下，系统工作时的温度接近400℃，倘若用水来充当传热介质，系统内的压力将高达300个大气压，这对零部件提出了极高的耐压要求。国际常用的办法是用一种合成油代替水来传热，临近400℃时，系统内压力不到10个大气压。

用油传热虽然卸下了系统的抗压负担，却给控温技术提出了极其严苛的要求——温度低了，汽轮机无法正常工作；高了，导热油就会炭化，2000多个“向日葵”上的集热器就要报废。为此，国外光热电厂的集热管上密布着无数温度计，时刻监控油温。只是，一旦油温过热再作调节，可能为时已晚。益科博琢磨着，测油温不如测太阳，根据阳光输入的实时能量，调节集热管中流动的油量，就能主动掌控温度。

庞大的系统中，任何一个细节问题都可能造成整体卡壳。为了争取时间，益科博本想与相关的系统集成商合作。一圈打探下来，光热太阳能电厂国内没人会做，国际上也只有一两家公司能做。想买现成技术，价格太贵不说，而且要买，必须买下整座电厂。项晓东明白，买来的不过是只黑盒子，自己永远都不会知道怎么做。

“不得已，现实逼着我们自己做。”项晓东说，建示范电厂走了不少弯路，但都是创新路上必须支付的“学费”。

收获了许多意外惊喜

自己做示范电厂虽难，却收获了许多意外惊喜。

理论上说，“向日葵”矩阵输送给汽轮机的温度越高，发电效率越高。可随之而来的问题是，温度越高，散热越多，传输中的热损失越大，最终的热电转换率越低。

减少热损失，唯一的办法是降温。可推动汽轮机运转发电的，必须是355℃的过热干蒸汽。难道每朵“向日葵”都得把导热油烧得那么烫吗？仔细思量，益科博发现，从220℃的饱和湿蒸汽加热到355℃的过热干蒸汽，只需多吸收约10%的热量。这意味着，90%的“向日葵”只需保持能产生220℃饱和湿蒸汽的相对低温，冲刺355℃的重任交给剩下的10%即可。

降温犹如多米诺骨牌的第一张，推倒了它，便有连锁效应：调低温度，系统内的压力一下子小了，导热油流动的阻力随之减小，油泵亦可松点劲，能耗由此下降不少。

项晓东说，能如此一举多得，是因为“向日葵”的模块化设计，设计的妙处是他们之前没想到的。国际上已有的太阳能热电厂，无论是槽式、碟式，还是塔式，都是“铁板一块”；唯有益科博的设计是模块化的，一朵“向日葵”即是一个标准模块，可相互组合、任意拆分，更能分别控制，这让不同子系统间的能量匹配灵活、精确。

得益于能量、热量的合理分配，尽管单朵“向日葵”的光热转换率在最高温度下只有约50%，整个系统的光热转换率却高达75%；同时，由于50兆瓦以上功率的汽轮机的热电转换率可达40%，因此，示范电厂光电转换率达到30%——这是目前世界上太阳能利用的最高效率。(责任编辑：admin)