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澳大利亚的巨型太阳能塔发电

发布日期:2017-10-09 来源: 中国太阳能热水器网 查看次数: 624 作者:[db:作者]

核心提示:  能源开发澳大利亚的巨型太阳能塔发电结构及工程投资情况,并对澳大利亚的电力市场前景作了预测。  澳大利亚拟建造一座零排放的太阳能发电厂,装机容量为200MW,将成为该国最高的建筑物。它将产生上曳气流

  能源开发澳大利亚的巨型太阳能塔发电结构及工程投资情况,并对澳大利亚的电力市场前景作了预测。

  澳大利亚拟建造一座零排放的太阳能发电厂,装机容量为200MW,将成为该国最高的建筑物。它将产生上曳气流,以驱动风轮机。该发电厂正由澳大利亚的EnviroMission公司评估。为达到其额定的装机容量,电站需用一个直径5km的太阳射线收集器,并建一座1km高的塔,占地近20km2,将成为澳大利亚和世界上最高和最大的工程建筑物。

  一台模型机在过去7a中已成功地运行15000h,出力为50kW,其太阳射线收集器直径240m,塔高197m.电站建在西班牙的曼萨纳雷斯,用来检验该方案,现已停运。

  新塔的推荐容量超过了拟建的最大风力发电厂(装机容量130MW,共80台风轮机组)。此外,与风力发电相比,太阳能塔建在内陆而不是建在风景秀丽的沿海,对景观影响较小。

  该塔有时被称为“沙漠中的水电站”,它由空气作功,与水电站用水作功方式相同。太阳能塔早在20世纪80年代初就设计出了。该系统主要由3部分构成:一个大型太阳射线收集器产生热空气,一个导入空气的高烟囱和一个装在烟囱中的风轮机,通过它排放热空气。

  在曼萨纳雷斯的模型机中,太阳射线收集器的半透明表层设计成本低、简单且经久耐用,还可由非熟练工人生产。因此,研制出一种用经济型材料制成的“圆丘”,作为收集器顶的支持结构。它尤其适合于作偏远地区建造的非常大收集器表面板,因为所需的材料数量少,运输费用低。模型机45的收集器表面用塑料薄膜(各种结构,素的和纤维加固的)和玻璃(4mm单层玻璃)覆盖。所用材料质优价廉,能长期获得。

  对于塑料顶,6mX6m见方的薄膜固定在端部各段,每块镶板在中间用塑料和绳子固定。对于玻璃顶,4mm厚的玻璃以1m间距夹紧到特意弯曲的扁平轧制的窄钢筋上;这些镶板用与之横向设置的轻型桁架支持。在以上两种情况下,顶部面板在6m方格中用细长的钢支架支撑,这样实际上就不会对顶下面的空气向烟囱流动形成阻碍。

  对于澳大利亚的太阳能塔,太阳射线收集器将由稍稍隆起的半透明反光材料顶构成,以6m间隔立在离地面2~20m的钢支架上。该顶将由4mm厚的玻璃(或塑料)构成,并用钢制的水平支撑横梁和横向钢板支撑。横梁可承载通往玻璃板的轨道。如果积满了灰尘,吸尘器可沿轨道运动清洁玻璃。

  塑料可能更便宜,但是受紫外线照射后易变脆。在收集器顶下面,空气温度为30 *C左右,风速大约为该塔将用钢筋混凝土建造(用滑模技术),底部厚1m,到顶部逐渐减到25cm厚。一座同样坚固的塔可用混凝土和钢修建。塔底直径与一个足球场的大小不相上下。该建筑物采用一种独特的技术来防止许多高的圆筒形建筑物形成椭圆型(偏离圆形断面)。在塔内部的6个不同高度处(280m,460m,600m,730m,860m和990m)建造一系列的内部金属水平支撑(类似于自行车轮的轮辐),以增加强度,并作为平台。经过这些轮辐的空气流损耗小于2%.通过太阳能塔的气流速度恒定,在顶部有水利水电快报某些上升气流。

  12个叶片,用轻质合金制成,在底部安装一组水平螺旋桨。单风轮机是最有效的,但必须特制。由于在开发分隔的风轮机方面有某些不确定性,且现有的一些生产厂家只能制造较小型的风轮机,所以第一座发电厂将采用32台小型(6.5MW)风轮机,垂直安装在太阳射线收集器系统与塔的过渡区中。

  该太阳能塔的供电曲线有点象一个钟形,高峰在太阳强度最大时。在夏季,与空调的需电曲线相似,天越热,这种电站越有效。

  如果要求有更稳定的电力供应,在白天用灌水的黑色塑料管在收集器下面蓄能。水的贮热容量为土壤的6倍。其功能可进一步加强,例如安装减慢/停止风轮机的门,以改进性能。总“升温”时间为24h但是,这些风轮机可以4组独立地减速和停机。

  这种灵活性可调整输出以适应负荷需求。

  蓄能会使高峰容量从200MW降至恒定的80MW(尽管作为调峰电站运行)。拟建的电站年发电量略高于700GW-L电力输出取决于塔高、收集器顶的尺寸和它被上光(单或双)的程度。这一关系大致成比例,即塔高或顶面积加倍,输出也加倍。因此,优化过程(目前正在进行)考虑了玻璃或塑料、上光、水泥和运输的有关费用。

  言,设计方案和施工方法都是可行的。但是,现在正在评估施工的规模和与材料供应有关的问题。要回答的主要问题如下:澳大利亚是否能经济地供应所需数量的材料:20km2的玻璃和(或)塑料,以及40万m3混凝土,(上接第22页)凝土的质量未见极端离散现象,结果良好。冬季施工中断期间在坝体钻取芯样,经肉眼观察和进行抗压强度试验等,认为用国内最少单位胶凝材料用量施工的A―3、B类配比不存在质量问题。

  关于温度控制,用有限元法进行二维温度应力分析,为控制浇筑后的最高温升,避免约束拉伸应变超过混凝土的容许拉伸应变(100),对于上下游方向仓面大的1999年夏季浇筑的混凝土,设定内部混凝土A* 1*配比的浇筑温度为23*C以下,基岩混凝土D*配比的浇筑温度为20*C以下。这些利用前述冷却设备均满足了目标控制值。另外,在该浇筑地能否生产具有适当的光学和热容量特性的上光材料,是分段建塔,然后将混凝土泵送到每段的顶部续建下一段,还是采用预制方法好,技术上的可行性已由高层建筑专家研究论证,因此,EnviroMission公司的目标是建立财务可行性和吸引长期投资者的支持。

  ~7亿澳元,包括2.7亿澳元用于太阳射线收集器,2.3亿澳元用于塔的建造。优化过程包括研究施工材料的最佳选配,以降低成本。

  该太阳能塔发电厂将在国家电力市场中与所有其他的发电商家直接竞争,或者作为向电力系统售电的市场发电商家,或者作为出售电力给当地的非市场发电商家,它将与其他可再生能源竞争。其价格由两部分组成:电的批发市场价和可再生能源证的批发市场价。

  据估计,到2005年在维多利亚电力系统中作为可再生能源总的机组年收入为92澳元/MW*h.它也计划通过期货合同利用电力系统中的高峰电价。但有迹象表明,在以后的几年中,峰荷将适度,因为在峰荷容量方面增加了来自小型燃气发电机的竞争,增加电网互连容量,通过零售竞争在零售一级进行峰荷需求管理。

  澳大利亚的电力市场在2001年期间,似乎已经稳定,虽然从12月到2月的高峰用电月份可预计有较高的电价和存在可变性,平均电价约为25 ~30澳元/MW.h.长期预报表明:在维多利亚和南澳大利亚州,夏季继续缺电,而在新南威尔士和昆士兰州,发电容量充足。

  刘忆瑛校点还埋设仪器进行了观测,证实浇筑后的最高温升为31工满足了容许最高温升。

  4环境保护上野坝建设在环境保护方面采取了很多措施,如获得ISO14001、周边绿化和防止水质污染等;尽量利用引水隧洞和地下电厂的开挖出碴作为混凝土骨料;在采石场选取部分风化岩用作料石,从而缩小了采石场的被开采面积;污水处理后的污泥用作绿化基材和陶艺材料。

  朱振宏校

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