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关于熔盐的全部信息
熔盐是什么?

熔盐是 SolarReserve 太阳能热发电厂使用的流体,用于获取太阳能并以热能形式将其储存。“盐”是一种由硝酸钠与硝酸钾合成的混合物,它具有无毒、惰性和环保的特点,其固体形态通常作为花园肥料使用。

一段时间后是否必须更换熔盐?

不用,熔盐不需要更换或补充。熔盐循环利用,可在 SolarReserve 电站 40 多年的使用寿命期间使用,性能不会退化,也无需更换。

盐来自哪里?

盐有两种成分:硝酸钠 (NaNO3) 和硝酸钾 (KNO3),均存在于自然界,可以在矿山开采到,但也可以化学合成。

为什么使用熔盐而不是其他材料?

我们的工程师已经确定,熔盐是目前大规模储存太阳能发电最有效、最可靠和最具成本效益的方式。熔盐是一种优异的储能介质,根据外部热条件,每天仅损失约 1% 的能量,能源储存效率高达 99%。

盐每天都会被太阳光熔化吗?

不会,盐不会每天都被熔化。盐的熔化是一次性的过程,之后液体盐再循环,并在电厂 40 多年的使用寿命期间使用,无需更换或补充。在电厂调试期间,只需将临时设备带到现场熔化盐,该流程完成后,将临时设备拆除即可。

熔盐是什么样子的?

液态熔盐看上去像水,但其密度大约是水的两倍。而且,与水不同,熔盐始终保持为液体,在高温下不会瞬间蒸发成蒸汽。

需要使用化石燃料来防止盐在夜间“冻结”吗?

不用,无需使用化石燃料。白天,熔盐通过塔内高度专业化的管道循环,夜晚从管道中排出并保存在塔底的存储罐中,不需要使用化石燃料。

熔盐的效率如何?

熔盐是一种优良的传热流体,可吸收 90% 的太阳能。熔盐还作为储存介质使用,根据外部热条件,每天仅损失约 1% 的能量,能源储存效率高达 99%

盐能保持高温状态多久?

根据外部热条件,热盐每天仅损失约 1% 的能量,能源储存效率高达 99%。这意味着储存在热存储罐中的盐可以保持几个月的高温状态。通常情况下,使用热盐,然后每天补充用于发电。

热盐如何发电?

无论白天还是黑夜,电厂操作人员要发电时,让水通过穿入熔盐罐的管道。热盐将管道中流动的水蒸发成蒸汽,然后蒸汽推动蒸汽轮机的叶片旋转发电。

你们的项目如何选址?

 土地筛选过程涉及许多考虑因素,最后的选址具有我们认可的最优土地利用率和最低负面影响。

SolarReserve ThermaVault 技术
SolarReserve 熔盐技术有怎样的研发经历?

SolarReserve 的熔盐技术名为 ThermaVault,基于数十年的研发工作、现场部署和在实际操作中吸取的经验教训。该技术在上世纪九十年代首次在“Solar Two”项目中完成试验,大获成功。“Solar Two”项目是一座建于莫哈韦沙漠的 10MW 熔盐接收器测试设施,与美国能源部合作开发。Solar Two 成为新月沙丘太阳能项目的设计基础,新月沙丘项目是第一个商业规模的熔盐接收器系统。

SolarReserve 的技术是否获有专利?

是的,SolarReserve 拥有美国开发专有技术的所有权利,拥有 100 多项专利和待申请专利。

该技术如何运作?

该技术使用名为定日镜的双轴跟踪镜,全天跟随太阳,将太阳光反射并聚集到位于中央塔顶上的称为接收器的大型热交换器上。在接收器内部,熔盐流过形成外壁的管道,从汇聚的阳光中吸收热量。熔融盐从 288⁰C 加热到 566⁰C。在通过接收器之后,高温熔盐沿着塔内管道流入隔热存储罐,将能量储存到需要发电的时候。无论是白天或黑夜,当需要发电时,高温熔盐通过蒸汽发电系统产生高质量的超热蒸汽,以最大效率驱动标准蒸汽轮机发电。蒸汽发电过程与常规燃气、煤或核电厂使用的过程相同。

太阳能光伏技术和具有能源储存功能的太阳能热技术有什么区别?

光伏 (PV) 太阳能技术使用由半导体材料制成的 PV 电池将太阳光直接转换为电能,而太阳能热系统则利用大型跟踪镜聚集太阳光,获取太阳能将其变为传热流体中的热量,然后存储起来。对于 SolarReserve 的技术,这种流体就是熔盐。无论是白天或黑夜,当需要发电时,用热盐产生蒸汽,驱动蒸汽轮机,并发电。

SolarReserve 的 ThermaVault 技术与其他太阳热能或聚光太阳能发电技术有何不同?

SolarReserve 的 ThermaVault 技术集成了能源储存功能,这是最大的差别。其他 CSP 技术,如抛物线槽式碟片动力装置和“直接蒸汽”发电塔没有集成能源储存功能。其中一些技术已开始在其系统的后端添加二次能源储存机构,但这种附加储能机构会导致明显的效率损失和成本增加。

熔盐储存能持续多久?

SolarReserve 太阳能热发电厂的熔盐储能系统可以每天“充电和放电”,在电厂 40 多年的运行寿命期间没有任何劣化情况。

熔盐储能与电池相比如何?

SolarReserve 的 ThermaVault 技术为大规模太阳能储存提供最具成本效益的方法,同时还是零排放发电。电池只储存能量,因此需要与能源配合,这不能保证清洁和无排放。

虽然电池技术不断改进,但进步是渐进性的,而且大规模(大容量存储)安装的成本过高。电池每千瓦时的存储容量要贵 5 至 10 倍,特别是在考虑电池每年性能降低和更换成本时更是如此。

SolarReserve 太阳能发电厂可以每天 24 小时运行吗?

是的,我们已经证明我们的发电厂可以每天 24 小时运行。集成能源储存提供了转移发电的灵活性,可以满足不同的配置需求(由消费者指定,通常是公用事业公司)并以高容量因素提供可靠电力。

具有存储设施的 CSP 的“容量因素”是什么?

以一段时间内实际生产的能量总值与工厂以最大额定负载连续运行产生的能量之比测得,带存储功能的 CSP 的容量因素可高达 90%。但是,对于某些承购商而言,特定峰荷期的可用性比全天候发电更有用。换句话说,容量因素不如满足承购商(通常是公用事业公司)的需求重要。

需要发电时,盐是不是通过泵传输到涡轮机,将水加热成蒸汽?

是的,需要发电时,熔盐通过热交换器从储罐中输出,产生超热蒸汽,然后为传统的蒸汽轮机提供动力。发电厂的“后端”就像加热蒸汽的燃料发电厂,但 SolarReserve 的技术使用由太阳加热的高温盐,在白天和黑夜按需产生蒸汽发电。

为什么 SolarReserve 的一些项目将太阳能热发电和光伏发电 (PV) 结合使用?

根据我们所有的太阳能热发电项目,SolarReserve 估计增加一些太阳能光伏发电可以提高容量和涡轮机的灵活性。太阳能光伏发电可以在白天满足太阳能热发电厂的电力需求,这样电厂能够向电网提供可调度完整性更好的电力,并减少电厂不运行时从电网获取电力的需求。这种特点非常有意义,因为太阳能热发电厂在白天需要大部分寄生功率,而此时电力可以通过光伏发电设备获取,例如,光伏发电可用于为全天跟踪太阳的定日镜供电。

定日镜
什么是定日镜?

定日镜是全天跟随太阳的大型跟踪镜,它精确地将太阳光反射并聚集到大型接收器(热交换器)上。

定日镜通过软件控制,并具有双轴跟踪功能;这是否意味着要转动镜面来跟踪太阳?

是的,定日镜全天跟踪太阳,优化能量收集。跟踪或指向精度非常精确,以毫弧度(极小的分度)来测量,因为定日镜不仅需要跟踪太阳,而且需要准确地将光束指向接收器。

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定日镜技术的起源是什么?

SolarReserve 的定日镜跟踪技术源自部署在国际空间站上的控制系统,空间站每天绕地球轨道运行 17 次,并且需要始终连接太阳能板以获取来自太阳的能量,保持其电力系统的正常运行。

许多定日镜基础技术都基于基本轨道力学;了解定日镜在地球上的安装位置。我们通过 GPS 了解塔式接收器的位置;然后我们知道太阳的运动和整体力学。

如何控制定日镜?

SolarReserve 专有软件在一组专用服务器上运行,全天监控每个定日镜的位置,并每 10 秒计算一次瞄准点并定位坐标。太阳能热发电厂的数千个定日镜都安装了机载计算机,用于解析接收的方位角和仰角位置命令,并使用闭环算法来保持指向精度。

在既定日期,对数百万个单独数据进行分析以确保最佳性能。此外,离线计算机和高精密计算机程序处理全天收集的定日镜图像和定位数据。优化程序定期生成定日镜瞄准点的偏移数值,然后将这些数值从离线计算机传送给定日镜控制系统。

定日镜跟踪的准确度如何?

定日镜的跟踪或指向精度以毫弧度为单位。毫弧度是一弧度的小数单位。我们的定日镜保持的指向精度为 0.5 毫弧度或更小,小于百分之三度。

熔盐接收器
什么是接收器?

SolarReserve 的 ThermaVault 技术使用称为定日镜的双轴跟踪镜,全天跟随太阳,并将太阳光反射并聚集到位于中央水泥塔顶上的称为接收器的大型热交换器上。在接收器内部,熔盐流过形成外壁的管道,从汇聚的阳光中吸收热量。熔盐从 288⁰C 加热到 566⁰C;与其他技术相比,这种高温差可以用更少的盐储存更多能量。

接收器由什么材料制成?

熔盐接收器具有圆形外观,但它实际上由十几个或更多个面板组成,每个面板由大约 70 个管路组成。管路采用专有高镍合金钢制造,表面涂有高吸收性黑色涂层。

接收器技术的起源是什么?

该技术最初由 Rocketdyne 公司的科学家在上世纪九十年代开发,该公司是 NASA 的火箭发动机供应商。他们发现,火箭发动机基础锥体的技术可以经过改造,用于地面太阳能热发电。SolarReserve 获得独家授权并战略性收购了该技术。此外,业界的顶级太阳能热技术专家还从 Rocketdyne 加盟了 SolarReserve。

SolarReserve 项目
你们的项目创造哪些就业机会?

太阳热能提供各种就业机会,从建筑、项目和能源技术开发和管理,到现场操作和维护。由于太阳能热发电厂像传统发电厂一样运行,许多工作需要具有与传统能源工作相同的技能,涵盖从建筑到运行的整个流程。详细了解太阳能热发电工作。

你们的项目是否使用了本地资源?

太阳能热电厂使用大量的本地资源,为当地供应商提供就业机会。例如,定日镜必须在当地组装,为本地制造业创造了机会,而不是从亚洲和国外其他地方进口太阳能板。

你们的项目对环境有何影响?

作为一家可再生能源公司,SolarReserve 致力于在每个阶段(从选址和施工到全面运行)最大限度地减少项目对环境的影响。我们采用“以优为先”的方法,作为项目开发和许可流程的一部分,我们与利益相关方和当地社区合作,以确保最小的环境影响。这个过程包括谨慎选址,低用水量系统和广泛的环境研究。我们的目标是保护环境,推进我们的革命性技术,取代更有害的电力来源。

太阳能热电厂需要多少水?

我们的太阳能热发电厂的用水量是传统发电厂的 30%,同时还能提供相当的基本负荷电力,因为传统发电厂需要使用水来冷却蒸汽循环。

CSP 设施是否存在任何间歇性问题?

SolarReserve 的熔盐发电塔技术具有完全集成的能源储存功能,这是关键的差异化因素,可实现夜间运行以及日间系统稳定性,消除了间歇性问题。

当今能源储存技术兴起的原因是什么?

预计到 2020 年全球对可再生能源发电的需求将增长 45%,这需要超过 1.1 万亿美元的投资。随着可再生能源普及率的提高,为了缓解间歇性问题,在高峰电力需求时段供电以及提高输电系统的可靠性,具有储存技术的公用事业规模可再生能源发电的需求愈发重要。

该行业是否仍需要补贴/资助以扩大业务规模?

在全球许多市场,太阳能现在可以与传统能源展开竞争,并且没有任何补贴。例如,2016 年 10 月,为了满足其长期电力需求,南澳政府公开进行两个电力供应合同招标,其中 75% 对任何可调度技术开放,其余 25% 用于推动可调度可再生能源、能源储存和其他技术的创新。2017 年 1 月,SolarReserve 提交了投标,并获得两份合同,战胜了这两个类别的其他投标商,包括一些现有的燃气发电厂。

在发展中国家开发太阳能项目时,SolarReserve 有哪些财务、政治和物流风险?

我们选择项目很谨慎,其市场要有牢固的基本经济理论作为支撑。与美国境外地区的当地合作伙伴合作可以提高开发过程效率,减少延误,为我们实现成功的业绩做出了巨大贡献。

我们的项目能够最大限度减少关键风险敞口,使基础设施资产具有稳定的现金流,可以使用无追索权项目资金进行融资。我们仔细分析并酌情降低货币风险和政治风险,使我们能够以最优惠的价格获得债务和股权融资。为降低一般施工风险,我们采用一次性付款交钥匙 EPC 方案,由经验丰富且信誉良好的承包商提供质量保证。同样,我们的项目也受益于长期电力购买协议 (PPA),旨在最大限度降低商业风险。在全球基础设施投资稳健融资中,这些都是关键因素。

如何确定项目的定价?

项目融资的定价/成本取决于几个关键因素:

  • 太阳能资源和环境条件
  • 项目规模(规模经济)
  • 货币和政治风险
  • 当地劳动力成本
太阳能热发电项目通常如何融资?

我们的太阳能热发电项目通常按照无追索权项目融资贷款方案融资,这是能源项目的典型方案。这些项目的融资方包括向项目提供债务的贷款方和项目股权的投资方(包括 SolarReserve)。

采用具有能源储存功能的太阳能热利用技术有哪些令人信服的理由?
  • 太阳能热利用技术通过“大容量”存储满足高峰电力需求,通常可以很好地在夜间供电。 
  •  太阳能热发电技术可以高效地应对 10-15 小时储能需求,同时性能不会降低,而且在 40 年的项目周期内无需更换存储介质。虽然电池技术不断改进,但其应用主要用于较短的存储时间,例如 10-15 分钟,并且在项目周期内必须解决性能下降和电池更换问题。
  •  太阳能热发电设备的安装成本正在迅速下降,能与其他可调度能源发电技术(包括天然气)在电价上展开竞争。相比建造新煤炭或核电项目,CSP 已经便宜许多。
  • 太阳能热发电技术可以提供更大的本地经济效益,包括大量使用本地资源、劳动力和服务本地化。由于太阳能热发电厂的运转类似于传统发电厂,许多工作需要的技能与传统能源工作相同,涵盖从建筑到运行的整个流程。
为什么太阳能热发电项目的成本会继续下降?

具有能源储存功能的太阳能热发电技术仍然是一项相对新兴的技术,由于以下原因,存在成本继续下降的空间:

  • 从建设各项目中吸取的经验教训可以促进发电厂设计和技术优化并提高效率;
  • 制造需求增加导致不断研究和开发以及
  • 规模化经济。
在太阳能热发电项目中,哪些地方最有可能削减成本?

节约成本最大的领域之一是定日镜,它占项目总成本的 40% 以上。

太阳能热电厂可储存多少能量?

各个太阳能热电厂可储存数千兆瓦时 (MWh) 的能量。总体而言,在全世界目前正在使用的大规模储能电池中,有 90% 以上的电池所储存的能量不到 10 MWh。只有不到 1% 电池超过了 100 MWh。而 SolarReserve 仅在内华达州的 Crescent Dunes 工厂,就大规模储存了 1,100 MWh 的能量,超过了全美所安装的全部 300 多座大规模储能电池的总合。

参考www.energystorageexchange.org