中控太陽能由浙江大學(xué)、中控集團(tuán)、杭州鍋爐集團(tuán)、杭州汽輪動力集團(tuán)共四家單位在技術(shù)、資本兩方面合作組建。其在青海德令哈建設(shè)的總裝機(jī)50兆瓦的中國首個商業(yè)化光熱示范電站項目即將并網(wǎng)發(fā)電。該項目后期40MW規(guī)劃配置2.5小時熔鹽儲熱。一期10兆瓦采用DSG技術(shù)，總投資額2.1億元，包括與50兆瓦裝機(jī)配套的公用設(shè)施建設(shè)。
徐能表示，從去年8月份開始到現(xiàn)在經(jīng)過了多次系統(tǒng)測試，項目一期接近三萬套定日鏡的聚光精度均值小于2mrad，追日成效顯著。在西北環(huán)境較為惡劣的地區(qū)開發(fā)光熱電站面臨著大風(fēng)，低溫等惡劣自然環(huán)境的影響。該項目去年冬天經(jīng)歷過接近九級的大風(fēng)，當(dāng)時的實測風(fēng)速達(dá)到16~17米/秒，去年冬天經(jīng)受了零下30度低溫的考驗。
經(jīng)過近一年來的實驗測試，項目團(tuán)隊總結(jié)出了在中國西部開發(fā)大規(guī)模光熱電站應(yīng)注意的一些問題。首當(dāng)其沖的是環(huán)境，鹽堿地和沙塵大風(fēng)對項目開發(fā)造成較大阻力；徐能稱，“由于受到沙塵天氣的影響，我們的定日鏡每天的反射率降幅可能要達(dá)到1%~2%，相對來看，加州的環(huán)境較好，風(fēng)沙小，鏡面的反射率每天下降幅度約0.2%，對我們來說，鏡面清潔很重要，清潔度直接影響到你發(fā)電的收益，我們目前有一臺清洗車每天進(jìn)行循環(huán)清洗。它可以實現(xiàn)自動定位，在我們鏡場進(jìn)行自動清洗，清洗方式有兩種，一種是水洗，耗水量比較低，另外干洗及因為冬天沒法水洗，只能干洗“。另外還需注意的是低溫情況下的防凍設(shè)計。定日鏡的大規(guī)模安裝如何實現(xiàn)快速安裝，如何快速校正，需要自動化的系統(tǒng)。
徐能還指出，在西北建設(shè)光熱電站有一個很關(guān)鍵的因素是，電網(wǎng)跟東部地區(qū)會有差別，它不穩(wěn)定，可能時不時會發(fā)生停電事故，停電以后怎么保證系統(tǒng)的安全，尤其是塔式，巨大的能量聚焦一個地方要可控，這是很關(guān)鍵的要考慮的一個因素。
塔式定日鏡方面，全球各個項目上應(yīng)用的定日鏡的大小不一，有一百多平方的，也有兩三個平方的。中控采用小面積的定日鏡，主要是為了便于現(xiàn)場大規(guī)模地安裝調(diào)試，提高安裝的效率，降低安裝的成本。另外，我國西部風(fēng)沙比較大，定日鏡的抗風(fēng)設(shè)計是個難點，小面積定日鏡在抗風(fēng)沙方面有優(yōu)勢。制造安裝的難度比較小。
塔式鏡場設(shè)計方面，中控太陽能自主開發(fā)了一套軟件，可以根據(jù)不同的地形，不同的地理條件，不同的經(jīng)緯度，根據(jù)不同的要求設(shè)計初步的鏡場，給出效率能量的分布圖。
這么大規(guī)模的定日鏡怎么聚焦？光靠制造、安裝這個理論上可行，但是成本太高，中控太陽能設(shè)計了一套數(shù)學(xué)模型，開發(fā)了一套系統(tǒng)，安裝好以后，可以把每套定日鏡的誤差計算出來。“有了這項技術(shù)以后，我們對場地的要求就可以大大降低，有一定的坡度，不需要很平，坡度不超過15%都可以適應(yīng)，直接在場地上安裝。這一方面降低了對土地的要求，另外也降低了投資成本。” 徐能說道。
塔式熱量接收器的設(shè)計是一個難點，集熱面能量怎么均勻分布，這是一個很關(guān)鍵的技術(shù)，能量不均勻會過熱，能量過于均勻會溢出，效率會下降。怎么合理的進(jìn)行能量分布，中控也有一套自主設(shè)計開發(fā)的模型軟件。
中控德令哈項目后期40MW將采用熔鹽作為工質(zhì)。其在杭州已建有一個熔鹽實驗平臺，熔鹽用量八噸左右，其從去年上半年開始進(jìn)行實驗，目前熔鹽上塔的流程還在做驗證，地面上的熔鹽融化，熔鹽儲熱程在杭州已經(jīng)實驗完成。
發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計跟火電明顯的區(qū)別就是要頻繁起停，目前的10兆瓦的汽輪機(jī)是杭汽研發(fā)的。
另外一個對太陽能塔式發(fā)電很關(guān)鍵的影響因素是天氣，特別是云，云到來之前你要提前進(jìn)行一些互補(bǔ)，這個對云的監(jiān)測要求比較高。另外，熔鹽系統(tǒng)對云有更高要求，云擋住鏡場以后，怎么防止表面溫度過低，這些都需要對鏡場能量做一些調(diào)節(jié)，這就需要對云做一些預(yù)測。中控也開發(fā)了一套云監(jiān)測系統(tǒng)軟件，預(yù)測云什么時候會擋住定日鏡，什么時候會離開。今年6月份的測試結(jié)果顯示有四十幾秒的誤差，目前還在逐步完善。
另外，定日鏡的數(shù)量龐大，有數(shù)十萬臺，怎么對它進(jìn)行控制跟蹤，中控自主研發(fā)了一套控制系統(tǒng)，包括對定日鏡的自動跟蹤，自動校正，把定日鏡的七個誤差自動識別出來，只要點一個按紐，整套系統(tǒng)就會開始運(yùn)行，這個校正跟正常運(yùn)行可以同時進(jìn)行，互不影響。每一個點代表著一套定日鏡，不同的顏色點代表定日鏡的不同狀態(tài)，有故障的話定日鏡對應(yīng)的這一點馬上會顯示紅色，非常直觀。
另外，中控還開發(fā)了一套塔式太陽能熱發(fā)電的仿真系統(tǒng)，用于前期設(shè)計進(jìn)行調(diào)試、參數(shù)的驗證，可以進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化。
此外，中控還開發(fā)了一套軟件，可以根據(jù)現(xiàn)場鏡場的設(shè)計，還有光資源的曲線，結(jié)合每天什么時候起機(jī)，什么時候關(guān)機(jī)，對發(fā)電量做一個準(zhǔn)確的預(yù)算，更好地測算項目的經(jīng)濟(jì)性。
在中國西部地區(qū)開發(fā)光熱電站，到底多大規(guī)模是最優(yōu)的，技術(shù)上最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)？徐能表示，“業(yè)內(nèi)普遍都認(rèn)為越大越好，這本身沒錯，規(guī)模肯定要做大，但是做到多大規(guī)模，對每個地方都不一樣。比如青海如果做到跟美國一樣的規(guī)模，經(jīng)濟(jì)性可能未必好。因為光照資源在青海好一點兒的兩千一二，美國加州可以達(dá)到2600，很多因素是不一樣的。中控認(rèn)為對其來說，50兆瓦可能是相對最優(yōu)的規(guī)模設(shè)計。”
