吸熱塔上安裝聚光光伏電池 或可實現10%的額外電力輸出

2020-11-22 北極星太陽能光伏網

北極星太陽能光伏網訊:日前，隸屬於美國能源部的桑迪亞國家實驗室表示已找到利用塔式光熱電站吸熱塔區域內散布且未被利用的的太陽輻射通量的最佳方案。

據桑迪亞科學家Cliff Ho介紹，在塔式光熱電站中，可在吸熱塔（包含吸熱器）的隔熱防護層以及塔身上覆蓋光伏面板以收集利用多餘的太陽輻射通量，以此生產更多額外的電力。Cliff發現，在吸熱塔上覆蓋光伏面板初步估計可產生約10MW的電力，相當於一個裝機100MW塔式光熱電站的10%。如果這一設想變為現實，則光熱電站自身的廠用電問題或可得到有效解決。

以Ivanpah塔式光熱電站為例，其水工質塔且無儲熱的設計意味著電站必須多加利用白天的日照，通過定日鏡將更多的太陽輻射聚集至吸熱塔。據估計，在Ivanpah光熱電站設有的三個吸熱塔中，每個吸熱塔上有1000平方米的隔熱防護層區域（如圖中吸熱器上下方的白色區域）可供覆蓋光伏面板。

圖：Ivanpah光熱發電站

這種通過光伏產生的額外電量可供電廠自身使用，也就是俗稱的「廠用電」，供主要耗電設備包括泵類以及與定日跟蹤類相關的用電設備所用。光熱電站的用電率一般最高可達到15%（我國首批光熱發電示範項目在申報時，廠用電率一般控制在10%左右）。

Cliff表示，在定日鏡不直接聚焦於吸熱器時可採用該方案利用多餘的太陽輻射通量。由於定日鏡鏡面磨損、失配以及跟蹤誤差的存在，即使是對準吸熱器的定日鏡也會不可避免地出現誤差。在電站待機狀態，將定日鏡聚焦於吸熱塔的防護層位置來利用光伏發電，因該位置靠近吸熱器，可在需要發電時迅速調整角度，將太陽輻射聚集至吸熱器。

「事實上，每平方米的吸熱器溢出（由聚光器反射或透射但沒有到達吸熱器吸熱面的能量）大約為10-100千瓦。」Cliff補充道，「桑迪亞國家實驗室開展此項研究的目的就在使用光伏組件將吸熱器溢出浪費的能量轉化為可利用的電能。」

在當前的商業化塔式光熱發電項目中，可覆蓋光伏組件的面主要是由高溫耐火材料組成的隔熱層，這一隔熱層普遍用於保護吸熱器以及其他基礎設施組件，一般在吸熱器上下都有。而Cliff的想法正是在這一隔熱層或者吸熱塔上其他可用表面安裝光伏組件。

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