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从央视《创新中国》看我国能源“新”在哪儿?光伏、风电搭档储能,敦煌熔盐光热电站1525个“向日葵”精准跟踪太阳

国际能源网能源资讯频道  来源:储能头条  作者:刘文琦  日期:2018-01-25
  1月23日晚八点,央视纪录片频道播出《创新中国》第二集《能源》,在片中,涉及到能源行业的各个领域,包括生物质能、火电、光伏、水电、风电、储能、核电,以及纳米发电。小编把涉及储能的部分给大家剪辑出来,方便大家观看。
 
  在片中,有世界上第一例水光互补项目,同属于黄河公司的龙羊峡水电站和共和光伏园区,也有国家风光储输示范基地,给风机和光伏装上电池,电池组在风力和日照较好时进行储能,在天气不佳时进行输出。
 
  此外,还有亚洲第一座可以24小时持续发电的熔盐塔式光热电站。1525面定日镜,环绕着一座高138米的集热装置,定日镜能够随着太阳的移位,时刻保持最佳的反射角度,追踪精度可以达到0.03度~0.05度。从聚光、吸热、储热、换热,整个控制都是全自动的,在白天根据天气变化,像水电一样进行调峰,在夜晚,则像火电机组一样稳定地发电。
 
  好了,废话不多说了,小编分开两个视频为大家呈现。
 
  有wifi的宝宝请观看以下视频版:
 
 
  (视频来源:CCTV9)
 
  流量君请看小编准备的视频分解版:
 
  水光互补项目
 
  巡视电站是工程师李鹏福的日常工作,他负责的光伏电站位于青海省的共和县,海拔3000米以上的人戈壁上 。
 
  光伏是如今最普遍的绿色能源之一,光伏上的半导体材料,可以利用阳光里的光子运动直接产生电压,制造电力。因为光伏的架设,减少了地表水分的蒸发,戈壁上的植被正在迅速恢复,这项意外的收获,却给李鹏福带来了烦恼。
 



 
  李鹏福:这些草有的时候对我们光伏板,影响发电量,而且冬季防火这方面比较严重。
 
  除掉一片杂草不难,但清理世界山最大的光伏电站,就是另外一回事了,李鹏福工作的共和光伏园区,单体电站装机量达到850兆瓦,占地面积54平方公里,可以修建5160个标准操场。在正式入冬前,李鹏福每年都 要组织工人割草。
 
  李鹏福:仅仅我们割草的费用,一年将近在180万以上。
 
  李鹏福很快意识到,当地并不缺除草的“义工”。2016年底,周边牧民率领第一批2000只藏羊,住进了光伏园区。
 

 
  这些羊每300只被分为一组,分区域作业,它们可以吃掉大部分杂草,一只40公斤的成年藏羊,一天 可以吃掉5公斤草料,2000只羊可以包干10平方公里。
 
  李鹏福:这个园区里面对我们来说,养上一万只以上的羊应该是没有问题。
 
  除草只是个小的麻烦,全世界光伏电站面临的真正难题,是不能够持续发电,在夜晚和阴雨天,光伏的发电 几乎为零,甚至晴天的一片云彩,也会使光伏的发电量产生大的波动。
 
  但我们的电网,需要稳定的电力输入,才能保证安全的运营。四十公里外,世界上最大的光伏电站,找到了一个同样强劲的搭档,它只需几毫秒 的时间,就可以补充光伏缺失的电力。
 
  黄河流经青海大草原后,迎来上游第一座梯级电站——龙羊峡水电站。
 
  龙羊峡河道天然落差将近240米,最窄处仅有30米,是建设水电站的绝佳地形。龙羊峡水电站坝高178米,坝长1226米,被称为黄河头电站。1986年正式下闸蓄水,在黄河上拦出一座383平方千米,库容247亿立方米的 人工水库。电站装备四台总装机容量128万千瓦的发电机组,可以24小时不间断发电。
 



 
  康祥明:我参加工作后到龙羊电站已经20年了,20年一直从事运行工作,熬夜是已经习惯了。
 
  龙羊峡水电站实行6小时轮值班制,每班3到4人,康祥明是值长,半夜一点半的班。龙羊峡电站需要在共和光伏夜间无法发电的情况下承担起发电任务,值长的工作是随时保持跟电网的联系,康祥明身边的这部电话 必须保持24小时有人接听,在楼下运营间,两台机组正在满负荷工作,因为不需要为光伏实时调节,康祥明身边的电话一直没有响。
 
 
 
  日出后,共和光伏园区开始了一天的发电,龙羊峡水电站也同时开始了调峰工作, 接替康祥明的郭艳敏面对的情况就不一样了。
 
  同属于黄河公司的龙羊峡水电站和共和光伏园区,是世界上第一例水光互补项目,光伏作为水电的虚拟机组 一同并网。
 

 
  郭艳敏:我觉得就像是阴阳互补一样,它最终达到的是一个平衡,光伏是白天发电,我们是晚上发电,刚好 就是阴阳互补的。
 
  水和光在地球上携手创造了生命,而阴阳调和是中国最古老的智慧,中国人利用一条大河,一片戈壁,克服了光伏的局限,创新性地实现了传统能源与新能源有效协调运行。
 
  在当下的中国,光伏正在不断地适应着各种地貌特征,在以丘陵为主的福建省,光伏沿着山势覆盖出一座梯田,现在技术融入到自然中,成为一道别有趣味的景观。
 

 
  在水系发达的浙江,面积4498亩的鱼塘中,水下可以养鱼,水上可以通过光伏发电。
 
 
  国家风光储输示范基地
 
  在华北平原,光伏遇到另外一个搭档——风力发电机。河北省张北县,来自北方的风正推动着涡轮机,产生着电能。
 

 
  风力发电的效率很高,被认为是将来能与煤电一较高下的清洁能源,但风总有停的时候,我们能创 造出怎样的新方法,来克服风能的局限呢?
 

 
  在国家风光储输示范基地,解决这个难题的办法,是给风机和光伏装上电池,正在生产的是磷酸铁锂电池。
 

 
  这种新型电池不但体积小、重量轻,还比普通电池具有更大的容量,单块电池的循环寿命,能达到5000次以上,在国家风光储输示范基地,40兆瓦的光伏,100兆瓦的风机和20兆瓦的电池,组成了一个联合发电体。
 

 
  电池组在风力和日照较好时进行储能,在天气不佳时进行输出,维持着电网需要的稳定功率,高性能电池组的出现,让自然能源变得更加有效和可控。
 
  敦煌熔盐光热电站
 
  视频版:
 
 
  (视频来源:CCTV9)
 
  视频分解版:
 
  但在中国,并不是所有地区都具有多重能源调和的条件,我们仍然需要开发一种自身就能突破天气局限的能源装置。
 
  敦煌,位于中国西部腾格里沙漠的边缘,全年日照时数达3000多小时,阳光是这里最大的“特产”。
 

 
  采集阳光的奥秘在于这些镜子,这些巨大的镜子每一面都有115平米,太阳尚未露面,此刻是清洗它们的最佳时机,1525面镜子,环绕着一座高138米的集热装置,组成这座光热电站 。
 



 
  黄文博,来自福建闽南,他是敦煌光热电站的副总指挥。从2010年开始,为了监看施工进度,黄文博阶段性地用无人机来航拍。
 



 
  黄文博:人要转一圈要半个小时,它这个转一圈几分钟就转完了,从五百米的高空,刚好能拍摄整个镜场。
 
  三年的时间,他记录下电站,从还是一片沙漠,到建设完成的全过程。
 

 
  黄文博:每一个过程,你每一次拍,你都会感觉到,整个这个项目在成长,像自己的一个 作品一样,不断地完善,所以整个过程还是很享受的。
 
  光热电站平均每天运行的时间是8个小时,当日照强度达到法典标准时,工程师通过调整镜子的角度,将阳光反射并聚焦到塔顶的集热器上。
 



 
  黄文博:要起机就必须要预热,预热到两三百度的时候,熔盐才打上去。
 
  聚集的阳光可以形成超过1000摄氏度的高温,集热器将热量传递到塔下5800吨的熔盐中, 用水冷却熔盐的过程中,产生大量蒸汽,推动汽轮机产生电力。太阳的位置不断变化,这些镜子能够时刻精准地追踪码?
 
  黄文博:让它指向东它就向东,向西它就向西,而且要很准确地投射在一个点上。
 
  双轴跟踪技术,让镜子学会了向日葵的本领,经过编程,它们能够随着太阳的移位,时刻保持最佳的反射角度,追踪精度可以达到0.03度~0.05度,所以这些不简单的镜子,有一个形象的名字——定日镜。
 
 

 
  2016年底,敦煌10兆瓦光热电站正式发电并网,它每年可以为3万户家庭提供100%的清洁电力。
 
  黄博文:我们有个股东经常经常开玩笑地将他坐在每一个角度,然后看着阳光最后变成能源,实际上也就变成了钱。
 
  敦煌光热电站最显著的优势在日落之后。控制室,光热电站的大脑,计算机正在进行一项重要操作,利用白天储存的热量发电。
 

 
  黄博文:所以呢,从聚光、吸热、储热、换热,它整个控制都是全自动的,熔盐在白天根 据天气变化,像水电一样进行调峰,在夜晚,则像火电机组一样稳定地发电,这是亚洲第一座,世界第三座可以24小时持续发电的熔盐塔式光热电站。
 
  每一面定日镜,除了要求超高的反射率,还必须能经受风沙和冰雹的倾袭,生产车间里, 机器人正在全力运作,它们此次的任务是11000面。
 




 
  在敦煌光热电站的正对面,装机容量100兆瓦的二期工程正在建设中,面积达到784公顷, 到2018年底,这里将建成年发电量3.5亿度的巨型能源阵地,11000面镜子,260米高的吸热塔,这是敦煌的又一个地标,建造装置收集自然的能量,是当下寻求清洁能源最可行的途径,我们不遗余力地改进着它们的性能,让能源更清洁、更高效。
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