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澳大利亞的巨型太陽能塔發電

發布日期:2017-10-09 來源: 中國太陽能熱水器網 查看次數: 21402 作者:[db:作者]

核心提示:  能源開發澳大利亞的巨型太陽能塔發電結構及工程投資情況,并對澳大利亞的電力市場前景作了預測?! “拇罄麃啍M建造一座零排放的太陽能發電廠,裝機容量為200MW,將成為該國高的建筑物。它將產生上曳氣流

  能源開發澳大利亞的巨型太陽能塔發電結構及工程投資情況,并對澳大利亞的電力市場前景作了預測。

  澳大利亞擬建造一座零排放的太陽能發電廠,裝機容量為200MW,將成為該國*高的建筑物。它將產生上曳氣流,以驅動風輪機。該發電廠正由澳大利亞的EnviroMission公司評估。為達到其額定的裝機容量,電站需用一個直徑5km的太陽射線收集器,并建一座1km高的塔,占地近20km2,將成為澳大利亞和世界上*高和*大的工程建筑物。

  一臺模型機在過去7a中已成功地運行15000h,出力為50kW,其太陽射線收集器直徑240m,塔高197m.電站建在西班牙的曼薩納雷斯,用來檢驗該方案,現已停運。

  新塔的推薦容量超過了擬建的*大風力發電廠(裝機容量130MW,共80臺風輪機組)。此外,與風力發電相比,太陽能塔建在內陸而不是建在風景秀麗的沿海,對景觀影響較小。

  該塔有時被稱為“沙漠中的水電站”,它由空氣作功,與水電站用水作功方式相同。太陽能塔早在20世紀80年代初就設計出了。該系統主要由3部分構成:一個大型太陽射線收集器產生熱空氣,一個導入空氣的高煙囪和一個裝在煙囪中的風輪機,通過它排放熱空氣。

  在曼薩納雷斯的模型機中,太陽射線收集器的半透明表層設計成本低、簡單且經久耐用,還可由非熟練工人生產。因此,研制出一種用經濟型材料制成的“圓丘”,作為收集器頂的支持結構。它尤其適合于作偏遠地區建造的非常大收集器表面板,因為所需的材料數量少,運輸費用低。模型機45的收集器表面用塑料薄膜(各種結構,素的和纖維加固的)和玻璃(4mm單層玻璃)覆蓋。所用材料質優價廉,能長期獲得。

  對于塑料頂,6mX6m見方的薄膜固定在端部各段,每塊鑲板在中間用塑料和繩子固定。對于玻璃頂,4mm厚的玻璃以1m間距夾緊到特意彎曲的扁平軋制的窄鋼筋上;這些鑲板用與之橫向設置的輕型桁架支持。在以上兩種情況下,頂部面板在6m方格中用細長的鋼支架支撐,這樣實際上就不會對頂下面的空氣向煙囪流動形成阻礙。

  對于澳大利亞的太陽能塔,太陽射線收集器將由稍稍隆起的半透明反光材料頂構成,以6m間隔立在離地面2~20m的鋼支架上。該頂將由4mm厚的玻璃(或塑料)構成,并用鋼制的水平支撐橫梁和橫向鋼板支撐。橫梁可承載通往玻璃板的軌道。如果積滿了灰塵,吸塵器可沿軌道運動清潔玻璃。

  塑料可能更便宜,但是受紫外線照射后易變脆。在收集器頂下面,空氣溫度為30 *C左右,風速大約為該塔將用鋼筋混凝土建造(用滑模技術),底部厚1m,到頂部逐漸減到25cm厚。一座同樣堅固的塔可用混凝土和鋼修建。塔底直徑與一個足球場的大小不相上下。該建筑物采用一種獨特的技術來防止許多高的圓筒形建筑物形成橢圓型(偏離圓形斷面)。在塔內部的6個不同高度處(280m,460m,600m,730m,860m和990m)建造一系列的內部金屬水平支撐(類似于自行車輪的輪輻),以增加強度,并作為平臺。經過這些輪輻的空氣流損耗小于2%.通過太陽能塔的氣流速度恒定,在頂部有水利水電快報某些上升氣流。

  12個葉片,用輕質合金制成,在底部安裝一組水平螺旋槳。單風輪機是*有效的,但必須特制。由于在開發分隔的風輪機方面有某些不確定性,且現有的一些生產廠家只能制造較小型的風輪機,所以**座發電廠將采用32臺小型(6.5MW)風輪機,垂直安裝在太陽射線收集器系統與塔的過渡區中。

  該太陽能塔的供電曲線有點象一個鐘形,高峰在太陽強度*大時。在夏季,與空調的需電曲線相似,天越熱,這種電站越有效。

  如果要求有更穩定的電力供應,在白天用灌水的黑色塑料管在收集器下面蓄能。水的貯熱容量為土壤的6倍。其功能可進一步加強,例如安裝減慢/停止風輪機的門,以改進性能??偂吧郎亍睍r間為24h但是,這些風輪機可以4組獨立地減速和停機。

  這種靈活性可調整輸出以適應負荷需求。

  蓄能會使高峰容量從200MW降至恒定的80MW(盡管作為調峰電站運行)。擬建的電站年發電量略高于700GW-L電力輸出取決于塔高、收集器頂的尺寸和它被上光(單或雙)的程度。這一關系大致成比例,即塔高或頂面積加倍,輸出也加倍。因此,優化過程(目前正在進行)考慮了玻璃或塑料、上光、水泥和運輸的有關費用。

  言,設計方案和施工方法都是可行的。但是,現在正在評估施工的規模和與材料供應有關的問題。要回答的主要問題如下:澳大利亞是否能經濟地供應所需數量的材料:20km2的玻璃和(或)塑料,以及40萬m3混凝土,(上接第22頁)凝土的質量未見極端離散現象,結果良好。冬季施工中斷期間在壩體鉆取芯樣,經肉眼觀察和進行抗壓強度試驗等,認為用國內*少單位膠凝材料用量施工的A―3、B類配比不存在質量問題。

  關于溫度控制,用有限元法進行二維溫度應力分析,為控制澆筑后的*高溫升,避免約束拉伸應變超過混凝土的容許拉伸應變(100),對于上下游方向倉面大的1999年夏季澆筑的混凝土,設定內部混凝土A* 1*配比的澆筑溫度為23*C以下,基巖混凝土D*配比的澆筑溫度為20*C以下。這些利用前述冷卻設備均滿足了目標控制值。另外,在該澆筑地能否生產具有適當的光學和熱容量特性的上光材料,是分段建塔,然后將混凝土泵送到每段的頂部續建下一段,還是采用預制方法好,技術上的可行性已由高層建筑專家研究論證,因此,EnviroMission公司的目標是建立財務可行性和吸引長期投資者的支持。

  ~7億澳元,包括2.7億澳元用于太陽射線收集器,2.3億澳元用于塔的建造。優化過程包括研究施工材料的*佳選配,以降低成本。

  該太陽能塔發電廠將在國家電力市場中與所有其他的發電商家直接競爭,或者作為向電力系統售電的市場發電商家,或者作為出售電力給當地的非市場發電商家,它將與其他可再生能源競爭。其價格由兩部分組成:電的批發市場價和可再生能源證的批發市場價。

  據估計,到2005年在維多利亞電力系統中作為可再生能源總的機組年收入為92澳元/MW*h.它也計劃通過期貨合同利用電力系統中的高峰電價。但有跡象表明,在以后的幾年中,峰荷將適度,因為在峰荷容量方面增加了來自小型燃氣發電機的競爭,增加電網互連容量,通過零售競爭在零售一級進行峰荷需求管理。

  澳大利亞的電力市場在2001年期間,似乎已經穩定,雖然從12月到2月的高峰用電月份可預計有較高的電價和存在可變性,平均電價約為25 ~30澳元/MW.h.長期預報表明:在維多利亞和南澳大利亞州,夏季繼續缺電,而在新南威爾士和昆士蘭州,發電容量充足。

  劉憶瑛校點還埋設儀器進行了觀測,證實澆筑后的*高溫升為31工滿足了容許*高溫升。

  4環境保護上野壩建設在環境保護方面采取了很多措施,如獲得ISO14001、周邊綠化和防止水質污染等;盡量利用引水隧洞和地下電廠的開挖出碴作為混凝土骨料;在采石場選取部分風化巖用作料石,從而縮小了采石場的被開采面積;污水處理后的污泥用作綠化基材和陶藝材料。

  朱振宏校

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