【微话题】 (2017-012期) 我国适宜建设太阳能热发电站的地区,空气质量参差不齐,空气能见度对塔式电站的性能会有什么样的影响?
摘 要 提 示
白**:空气能见度对定日镜到吸热器间辐射能衰减有明显影响。其中空气中的含水量影响比较大,当然,雾霾等影响就更明显了。BEER-BOUGUER-LAMBERT定律的公式可以计算。另外,还需要测量大气的消光系数。衰减量与距离有关,距离越远衰减越厉害。所以槽式、碟式等热发电技术对这个因素关注度相对较小。也有研究将交通系统中用的空气能见度作为参数来求解消光系数,建立关系式。个人认为,为便于稳妥起见,最好能实测一下电站站址的大气衰减情况,因为大气环境太复杂了,每个地方和季节都不同。
白**:我觉得其实还是缺少实测的数据,否则说不清不同天气情况对最后发电量的影响。所以,在塔式电站的选址时需要将空气质量考虑在内。当然从同纬度,同海拔处全年的总辐照情况,总日照时间等对比也可以侧面反映出衰减情况。因为从太空到地面的衰减与镜子到吸热器的衰减是相似的。而辐照表通常装在近地面处,可以在吸热器口附近安装一块直射表,利用不聚光的镜子反射光来测试一下。不知道是否可行啊?
金**:空气能见度对于光热发电的影响肯定是存在的,而且已经在当地的DNI数据中得到完整的反映了,不需要另作特别关注。对于特殊天气下,如沙尘暴和雾霾天气,其实电站已经无法正常运行发电了。从理论上来说塔式受到的影响会比槽式和碟式要大,因为塔式的反射镜离吸热器的距离远大于槽式和碟式系统。实际上在恶劣天气下辐射到反射镜的阳光资源已经很低了,再说这种天气占比也不高,因此我认为花大力气去研究这个问题意义不大。
白**:空气能见度确实可能是个微不足道的问题。DNI低的地方也不适合建电站;DNI高的地方能见度确实会好些。但对于像张家口等DNI值不是很高的地方可能会影响电站的启动时间。秋冬季节上午空气水气重,定日镜结霜,大气衰减厉害,系统效率低,可能会延缓系统的启动。在低辐照区域建电站确实得慎重,风险比较大;因为如果漫长的冬季都无法发电的话,那经济性可想而知。
章**:相同的电价,DNI差的地区就不经济。
白**:是啊!所以选址很关键,尤其是冬季环境因素。
章**:所以某些特区,例如张家口应当学习当初山东光伏,省里出额外补贴。
金**:如果光资源低20%,则投资会增加10%,度电成本会高9%。
黄*:其实,也要看冬季DNI在全年的占比。另外,首批太阳能热发电示范项目大多处于干旱地区,真正处于400毫米降水线附近的就是河北,内蒙古的个别项目。
白**:槽式电站如果遇到大雪天气,是不是也需要停运好几天来清雪呢?雪后可能需要花时间清理集热器上的雪。
苏**:槽式电站有保护系统,雪天处于覆盖保护模式,就是把集热器倒扣过来,雪后可以马上进入工作模式!
黄*:干旱地区,凌晨时分可能由于低温出现结霜现象,但是日出后强烈的蒸发和升腾作用有利于结霜的消散,当然,具体项目仍不能忽视其影响,有必要在项目前期展开相关观测和研究,未雨绸缪,为项目良好运行创造条件。
白**:延庆地区的槽式集热器结霜后,一上午都不化。
张**:积雪的清理过程对组件也会有损耗,例如反射镜,集热管等,积雪覆盖上去,吸附力还是挺强的。
黄*:是的,这个问题需要具体研究。
白**:选址时需要做些基本测试才踏实。
苏**:集热器倒扣过来以后,积雪只对集热器背面有影响,对反射镜、集热管影响不大。
王**: 同意金**老师的意见。目前,光伏是在AM1.5下评价太阳电池效率的。AM只与太阳中心与地球上观察点的连线与该点法线的夹角有关。AM并不包括话题中提到的空气能见度(太阳辐射光学路径)的影响。光学路径长或是AM高,都没有建太阳能电站的经济价值。讨论在这些地点建设电站的细节技术可能是没有意义的。