在中学物理课上 我们都做过凸透镜聚光取火的实验： 在阳光充足的地方 通过凸透镜 将太阳光线折射聚于焦点处 焦点汇聚能量、温度升高 可以使纸片、干枯叶片等燃烧起来 今天要为大家介绍的光热发电 虽然其技术、规模和复杂性早已成倍增加
在中学物理课上
我们都做过凸透镜聚光取火的实验：
在阳光充足的地方
通过凸透镜
将太阳光线折射聚于焦点处
焦点汇聚能量、温度升高
可以使纸片、干枯叶片等燃烧起来
今天要为大家介绍的光热发电
虽然其技术、规模和复杂性早已成倍增加
但其基本原理也正源于此
正式“开讲”之前
先带您看看中国石化参建的光热发电项目
那些充满未来科幻感的“大片”吧——
由中国中化旗下蓝星北化机参建的中控德令哈50兆瓦熔盐塔式光热发电项目
蓝星北化机参建的玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目
蓝星北化机研发并建设的50兆瓦光热电站配套熔盐储能系统
蓝星北化机负责迪拜950兆瓦光热、光伏发电项目一期100兆瓦熔盐塔式项目储能系统建设
什么是光热发电？
光热发电，也叫聚焦型太阳能热发电，即通过大量反射镜以聚焦方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质并产生高温高压蒸汽，以此驱动汽轮机发电。它是将光能转变为热能后，通过传统的热力循环做功发电，从而将热能转化为电能的技术。
简单来说，光热发电就是利用太阳光的热量来发电。
因此，在我国日照充沛的青藏高原及新疆、甘肃、内蒙古等地区，均具备建设万千万瓦级光热发电项目的资源条件。在我国《2030年前碳达峰行动方案的通知》中也明确指出， 积极发展太阳能光热发电 ，推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地。截至2020年底，我国已有10座并网发电的1万千瓦规模以上光热电站，总装机538兆瓦，总装机容量位居全球第四。
光热发电与传统光伏发电有什么区别?
光热发电 系统是利用太阳光的热量进行发电。在发电的同时，可以将多余的热能储存在储能容器中，在晚间或阴雨天时释放，能保证24小时连续稳定发电。 光伏发电 则是利用太阳能电池板吸收太阳光中的可见光形成光电子，产生电流发电，但这种发电方式易受天气影响，电力输出波动性大，易对电网产生冲击。
与光伏发电相比， 光热发电在 连续发电、储能容量、储能成本、稳定性、安全性、环保性及寿命 等方面具有优势。
目前，主流的光热发电系统有槽式、菲涅尔式、塔式、碟式光热系统。其中， 塔式光热发电系统效率高、规模大 。
塔式太阳能热发电系统示意图
来自太阳的能量，真正的“清洁绿色能源”
光热发电系统在运行过程中 不产生任何有害物质或气体，且系统设备制造过程对环境无害 。据测算，塔式光热电站全生命周期度电碳排放仅为15.3克二氧化碳/千瓦时，约为火电的1/50、光伏发电的1/6，因此光热发电被称为真正“清洁绿色能源”。
不只是对环境无污染，建设光热电站也是 治理荒漠化 的新途径。光热电站建设后，大面积的镜场能有效阻挡风沙；阳光被定日镜反射，现场土地水份蒸发量会随之减少；定日镜清洗用水再利用，可以大幅提升土壤湿度。这些都能为植物生长提供必要水分，有利于荒漠植被恢复。
了解了光热发电的技术原理
下面就来一起看看
中国中化旗下蓝星北化机研发的关键设备
是如何把取之不尽的阳光
转化为清洁电能的吧！
由中国中化旗下蓝星北化机参建的 中控德令哈50兆瓦熔盐塔式光热发电项目 ，属国家首批光热发电示范项目之一，也是国内首先运行并网发电的光热项目。该核心设备冷/热熔盐储罐及其耐温基础是由蓝星北化机设计、制造、安装的。
白天：
光热发电设备将大面积的阳光汇聚到塔顶的吸热器中，同时，熔盐泵也将低温熔盐罐里290摄氏度的液态低温熔盐源源不断地送至吸热器，熔盐吸热后温度升高至约565摄氏度，再通过管道被运到地面的热熔盐贮罐。随后，来自热熔盐贮罐的高温熔盐通过熔盐泵被送至熔盐蒸汽发生器，熔盐蒸汽发生器产生大量蒸汽，蒸汽推动汽轮机产生电力，而熔盐温度降低后流回冷熔盐贮罐，一次循环便完成了，就这样，光能被源源不断地转化为电能，从而实现光热发电。
夜晚：
为满足夜间吸热系统停机状态下的电负荷需求，吸热器中熔盐白天的吸热负荷要大于蒸汽发生系统中的放热负荷。这样，多余的热量逐渐在热盐罐中积累，以用于夜间循环发电，这便是储热过程。
“熔盐塔式”光热发电是一种当前全球范围内公认极具潜力的技术路线，由于 采用熔盐作为介质，相比常规槽式导热油光热发电技术，系统工作温度更高，发电效率也更高 。同时，由于工艺流程相对简单，阀门管路易运维，系统更紧凑，现已建成投运的商业化项目众多，技术成熟。
由蓝星北化机参建的 玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目 是全球首个基于二次反射的商业化塔式电站，现已全面投运。其核心设备吸热器、冷/热熔盐缓冲罐均由蓝星北化机设计、制造、安装。
玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目
二次反射塔式熔盐发电 是在常规塔式一次反射聚光基础上进行的创新，在一次反射塔式聚光系统的焦点处安装所需光学元件， 改变一次系统汇聚后光线的传播方向，将光线反射到地面吸热器 。
玉门鑫能50兆瓦熔盐塔式光热发电项目
二次反射塔式熔盐发电的吸热器位于地面，这一创新使光线传播距离较一次反射系统增加，但输热管道距离却缩短，年均光学效率相对略微降低，但吸热器及管道建造成本低。
熔盐储能系统是光热发电的关键设备之一，可使电厂不受环境影响持续稳定输出电力，能克服新能源技术普遍存在的“弃风”“弃光”问题。
蓝星北化机依托深耕特种装备领域多年所积累的技术基础，开展熔盐储能领域核心工艺及关键设备研究开发。 针对熔盐储能系统存在的系统复杂、高温、腐蚀性强、容量大、运行工况异常严苛、国内外无参考标准规范等难题，开展了基础结构创新、关键设备结构创新、仿真设计计算、实验验证等工作，最终有效解决相关技术难题，并形成多项专有技术。
2015年，该技术成功应用于国内首座商业化光热发电站。在一年时间内，这套10兆瓦中试装置项目成功投入运营，成为国内首家商业化熔盐储能电站项目。随着中试装置通过稳定无故障运行一年考核，蓝星北化机又研究开发出50兆瓦规模电站配套熔盐储能工艺包及装置。
2018年底，蓝星北化机研发并建设的50兆瓦光热电站配套熔盐储能系统顺利并网发电，至今无故障运行。实现GWh级熔盐储能系统的产业化应用，该项目为国家首批示范项目。
一年后，蓝星北化机与西班牙公司签订合同，为迪拜950兆瓦光热、光伏发电项目一期100兆瓦熔盐塔式项目提供储能系统的制造、安装及施工任务。 该项目是世界上规模最大、技术最先进的塔式光热发电项目，也是“一带一路”的重点工程。 这标志着蓝星北化机熔盐储能技术达到国际一流水平，熔盐储能产品及技术正式进入国际市场。
向阳而生的光热发电
是利用自然能源的发电方式
是推进能源转型的有效措施
完
来源：直观学机械、中国石化、蓝星公司
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