阿布扎比马斯达尔的二次聚光塔式系统由马斯达尔科学技术研究院、日本科斯莫石油公司以及东京工业大学等共同开发建设,项目地址位于阿联酋阿布扎比国际机场附近的马斯达尔城。
2007年, 东京工业大学(Tokyo Tech)在日本首相办公室和阿布扎比未来能源公司以及日本科斯莫石油公司共同签署了“Tokyo Tech beam-down solar concentration power system”(东工大太阳能二次聚光发电系统)协议, 计划在阿布扎比建设100kW试点项目,用于验证东京工业大学的二次聚光(beam down)技术。2008年,阿布扎比未来能源公司及科斯莫石油公司和日本三井造船株式会社签订了100kW二次聚光试点项目的EPC合同,其中镜场安装调试部分由柯尼卡美能达光电株式会社负责。2009年4月,试点项目开始动工建设,并于2010年1月竣工。“beam down”塔式系统示意图如图1所示。
图: “beam down”塔式技术示意图
传统的塔式技术是利用反射镜(定日镜)将太阳光聚集到塔顶的吸热器上,加热吸热器内的传热工质(水、熔融盐等),产生蒸汽,推动汽轮机做功。“beam down”塔式技术是将吸热器置于塔的底部(地面),利用地面上铺置的传统的定日镜,将太阳光反射到塔上,置于塔顶底部的反射镜将太阳光进行二次反射后,汇聚到地面上的吸热器中。研究人员认为这样的设计可以减少由于工质泵送到塔顶则造成的能量损失,从而提高运行效率,降低发电成本。
图:100kWt二次聚光塔式系统
该二次聚光塔式系统定日镜场由33个每个反射面积为8.5平米的联动定日镜组成,总反射面积280.7平米。定日镜以半径18米范围围绕中心塔位置三周。每个定日镜由42个独立的子镜构成,分三排,每一个定日镜的中心子镜位置放置一个太阳传感器。中央反射器安装在16米高的塔上,作为二次反射器,由3环反射镜组成,每一个二次反射镜对应一个特定的定日镜。在运行中,二次反射器保持固定。吸热器放置在地面2米高位置。储热系统设计值为400kWh,在白天8小时充热条件下,功率为25kW。储罐材料为SS316,熔盐用量2990公斤。
目前该100kWt系统被作为测试系统,对相关技术进行测试验证。