諸偉

[摘? ? 要]文章針對太陽能熱發(fā)電技術(shù)與系統(tǒng)的構(gòu)建展開相關(guān)研究，首先簡要分析太陽能熱發(fā)電技術(shù)，并針對該技術(shù)構(gòu)建標準化發(fā)電體系，并結(jié)合實際內(nèi)容提出了有關(guān)光熱發(fā)電行業(yè)的相關(guān)標準研制建議，為企業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]太陽能發(fā)電;構(gòu)建標準化體系;熱發(fā)電技術(shù)

[中圖分類號]TM615 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–00–02

Research on the Construction of Solar Thermal

Power Generation Technology and System

Zhu Wei

[Abstract]This paper conducts related research on solar thermal power generation technology and system construction. First， it briefly analyzes solar thermal power generation technology， and builds a standardized power generation system for this technology， and puts forward relevant standards development recommendations for the solar thermal power generation industry based on the actual content. Lay the foundation for enterprise development.

[Keywords]solar power generation; building a standardized system; thermal power generation technology

隨著相關(guān)在政策批準發(fā)布，以及開展一系列標準化的研編工作，對太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了大力的支持。筆者根據(jù)標準化體系構(gòu)建的角度以及太陽能熱發(fā)電技術(shù)的角度出發(fā)對有關(guān)光熱發(fā)電行業(yè)的標準展開探討分析。

1 分析太陽能熱發(fā)電技術(shù)

1.1 太陽能熱發(fā)電技術(shù)所面臨的問題

隨著近年來太陽能開發(fā)技術(shù)的發(fā)展進步，光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)運而生，該創(chuàng)新型發(fā)電技術(shù)是集聚光技術(shù)、吸收器技術(shù)、跟蹤技術(shù)以及熱能存儲技術(shù)為一體，并對這些技術(shù)統(tǒng)一進行比較分析。其中，吸收技術(shù)和聚光技術(shù)的價值主要體現(xiàn)在獲取太陽光源的相應(yīng)方式上，雖然都能夠收集大量的太陽光熱能，但是由于人們無法改變太陽光的分布情況所以相關(guān)技術(shù)所吸收的熱能也存在不穩(wěn)定性和密度低等無法解決的問題。熱能存儲技術(shù)是在收集太陽光源時對光源的熱量損失有效地進行控制，保障后期的能源需求。由于太陽能資源分布不穩(wěn)定且密度較低，所以獲取太陽能資源的困難程度較高，開發(fā)和利用太陽能的相關(guān)成本也不低。但是在實際建設(shè)中，太陽能熱發(fā)電廠在前期資金投入建設(shè)完成后，發(fā)展后期所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益十分可觀，特別是政府的相關(guān)政策措施以及資金方面對太陽能熱發(fā)電技術(shù)的扶持程度也較高[1]。

1.2 常見模式對比分析

目前，太陽能發(fā)電的技術(shù)發(fā)展逐漸多樣化，應(yīng)用開發(fā)太陽能的潛在資源逐漸進入了全新階段，以太陽能集熱技術(shù)作為主要的技術(shù)表現(xiàn)狀態(tài)，集熱器按不同類型可分為聚光型和平板型的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

1.2.1 分析聚光型發(fā)電系統(tǒng)

聚光型發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的光伏發(fā)電規(guī)模較大，在發(fā)展并網(wǎng)型太陽能發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用價值較高，這種技術(shù)對發(fā)電廠的要求規(guī)模必須達到兆瓦以上。該技術(shù)具有較強的經(jīng)濟性，其后期維修養(yǎng)護的過程也較為簡單便捷，對場地面積的要求較低，并且對場地的布局以及平整度等也沒有明確要求。根據(jù)發(fā)電種類的不同進行劃分，能夠?qū)⒃摪l(fā)電系統(tǒng)大致分為3種。

（1）槽式發(fā)電系統(tǒng)。該技術(shù)與其他發(fā)電技術(shù)相比實際應(yīng)用的時間較早，技術(shù)發(fā)展較為成熟，是聚光型發(fā)電系統(tǒng)中的重要發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)利用聚光器作為收集太陽光源的槽型拋物面，讓聚焦在這里的太陽光源通過反射進入聚熱管中，在管內(nèi)的水受到熱力的影響變成水蒸氣，再由水蒸氣帶動汽輪機等相關(guān)設(shè)備進行發(fā)電。這個發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)中具有一定的實用性和經(jīng)濟性。

（2）塔式發(fā)電系統(tǒng)。該項發(fā)電技術(shù)主要是在對應(yīng)的設(shè)備周邊擺放定日鏡陣，利用鏡陣的反射原理將太陽光聚焦在接收器內(nèi)，而接收器內(nèi)部將聚集的熱能進行轉(zhuǎn)化為電能，在驅(qū)動渦輪機的過程中帶動發(fā)電機進行發(fā)電。塔式集中熱電生產(chǎn)系統(tǒng)能夠和傳統(tǒng)的燃煤熱電廠協(xié)調(diào)建立汽輪機發(fā)電系統(tǒng)，并提高其經(jīng)濟效益。

（3）太陽能蝶式-斯特林發(fā)電系統(tǒng)。這種發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)包含熱功能轉(zhuǎn)換裝置、跟蹤裝置、吸熱器以及旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡等相關(guān)配置，在雙軸跟蹤支撐裝置中安裝這些裝置，在保障定向跟蹤的基礎(chǔ)上，完成發(fā)電。該系統(tǒng)主要優(yōu)勢是在擁有塔式系統(tǒng)長處的同時還能夠填補塔式吸熱器中缺點，并且該項發(fā)電系統(tǒng)的后期維護難度較低，能夠控制成本，在實際應(yīng)用過程中可以達到大規(guī)模使用的需求標準。但是該發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)存在相應(yīng)的缺點，此系統(tǒng)在實際建設(shè)應(yīng)用過程中的占地面積較高并且在發(fā)電時所消耗的材料數(shù)量較多，電效率較低。

結(jié)合上述文章中的3種發(fā)電系統(tǒng)展開分析研究，根據(jù)其實際應(yīng)用過程中的規(guī)模、運行維護成本以及發(fā)電效率等方面進行對比，不難發(fā)現(xiàn)，槽式發(fā)電系統(tǒng)更符合現(xiàn)代的發(fā)展標準[2]。

1.2.2 分析平板型光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)

平板型光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，主要組成部分包括：太陽能電池板、交流和直流保護系統(tǒng)、匯集系統(tǒng)以及開關(guān)系統(tǒng)等，該系統(tǒng)是通過匯線箱作為工作運行的重要環(huán)節(jié)，利用逆變器的運行轉(zhuǎn)換將直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。一般情況下，在并網(wǎng)型規(guī)模較大的光伏電站中，這項發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)最為適用，為了在實際應(yīng)用時能夠維持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，就要將交流電路和直流電路等設(shè)計好，延長輻照時間，提高太陽能生產(chǎn)效果。因此，在建設(shè)該項發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)過程中對施工場地的地理位置要求標準較高。雖然如此，但是該技術(shù)發(fā)電系統(tǒng)還同時具有施工方便，結(jié)構(gòu)簡單，材料成本造價較低等多方面優(yōu)勢。

2 構(gòu)建太陽能熱電技術(shù)體系

2.1 構(gòu)建原則

標準作為標準體系的基礎(chǔ)組成，是標準發(fā)揮并運行的基本保障。構(gòu)建相對標準體系，將光熱發(fā)電領(lǐng)域現(xiàn)有的計劃進行梳理并制定相關(guān)的標準，能夠充分表現(xiàn)出光熱發(fā)電總體結(jié)構(gòu)的標準，將光熱發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)標準之間的相互關(guān)系反映出來，方便研究和了解有關(guān)國內(nèi)外之間的比較標準和相關(guān)的發(fā)展趨勢，為其修訂標準計劃提供參考數(shù)據(jù)，同時也能夠為光熱發(fā)電標準化的科研計劃安排提供相關(guān)參考依據(jù)。標準化的體系主要嚴格按照系統(tǒng)原理進行構(gòu)建，采取從整體出發(fā)再到局部的編制方式，讓構(gòu)建的體系內(nèi)的相關(guān)元素按照次序排列，保證結(jié)構(gòu)清晰且具有較高有序性，在構(gòu)建體系的過程中要重點注意以下幾點原則。

（1）構(gòu)建體系的相關(guān)編制要與政策原則達成一致。在編制過程中要嚴格按照國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，并進行研究《“十三五”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《太陽能發(fā)展規(guī)劃》，明確構(gòu)建標準體系的重點以及相關(guān)的基本原則。

（2）構(gòu)建體系的編制要保持動態(tài)、開放的相關(guān)原則。標準體系是一份包含現(xiàn)有和未來發(fā)展過程中的光熱發(fā)電項目的規(guī)劃藍圖。任一種產(chǎn)業(yè)的標準化體系的構(gòu)成都應(yīng)該與其生產(chǎn)研究的發(fā)展水平有著關(guān)聯(lián)。它必須覆蓋目前所計劃的光熱發(fā)電技術(shù)的全部標準，還要同時規(guī)劃到科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢以及新產(chǎn)品、新技術(shù)的發(fā)展，并在構(gòu)建的標準體系中留下充足的空間，保證標準體系能夠隨時充實與更新。

（3）構(gòu)建體系的編制要保持系統(tǒng)、實用、科學(xué)的相關(guān)原則。對體系的規(guī)劃、構(gòu)建、生產(chǎn)等相關(guān)過程進行綜合分析，最大限度地構(gòu)成品類齊全、系統(tǒng)完善的標準體系，充分地體現(xiàn)出系統(tǒng)效應(yīng)。

（4）體系的編制要秉承與國際相互接軌的相關(guān)原則。標準化的體系編制必須與國際相接軌，在研究標準體系中構(gòu)成框架的情況下，要將光熱國際的標準融入本標準體系中，另外，還要時刻關(guān)注國際的標準化動態(tài)，將未來計劃開展的標準化項目劃入本體系中，并為轉(zhuǎn)化國際的標準化提供參考數(shù)據(jù)。

2.2 構(gòu)建體系框架以及相關(guān)進展

構(gòu)建太陽能生產(chǎn)的技術(shù)系統(tǒng)首先結(jié)合了太陽能生產(chǎn)技術(shù)標準委員會、標準化行業(yè)部門、社會組織發(fā)布的相關(guān)標準、正在進行編制的項目和未來發(fā)展中的標準計劃，其中包括國家、行業(yè)以及集團的相關(guān)標準。該體系主要涵蓋基礎(chǔ)通用原則、設(shè)計規(guī)劃、驗收、維護運行、系統(tǒng)與設(shè)備、測試檢驗和管理技術(shù)的相關(guān)原則。

（1）基礎(chǔ)通用原則：作為基礎(chǔ)標準，具有普遍指導(dǎo)意義。原則中包含專業(yè)術(shù)語、符號、圖形、安全、標記、節(jié)能環(huán)保以及檔案管理等相關(guān)內(nèi)容。

（2）設(shè)計規(guī)劃主要包括光資源、水文地址、氣象等勘察測量，太陽島、常規(guī)島、儲熱島的整體設(shè)計規(guī)范和技術(shù)經(jīng)濟等。

（3）驗收主要包括相關(guān)的項目建設(shè)時的設(shè)備、土建工程的安裝以及調(diào)試驗收和評定質(zhì)量等內(nèi)容，例如：塔式、槽式的電站調(diào)試等相關(guān)的標準化編制工作。

（4）維護運行主要包括運行中的電站級和系統(tǒng)級部分的相關(guān)運行維護。例如：槽式、塔式的電站運行的編制工作。

（5）系統(tǒng)與設(shè)備主要是指相關(guān)的技術(shù)要求。例如：換熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、集熱管、塔式吸熱器、槽式集熱器等光熱關(guān)鍵的核心部件編制。

（6）測試檢驗主要包括系統(tǒng)設(shè)備的測試檢驗，用于到貨檢修試驗等。例如：換熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、集熱管、塔式吸熱器、槽式集熱器等光熱關(guān)鍵的核心部件編制。

（7）管理技術(shù)主要包括監(jiān)督技術(shù)、管理項目等。例如：性能評估、集熱管監(jiān)造、工程質(zhì)量管理等標準化編制[3]。

3 光熱未來發(fā)展的標準化建議

由于太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，相對應(yīng)的標準化工作并不完善，雖然有一部分標準已經(jīng)開始實施，但是難以支撐目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為了達到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，拋除已經(jīng)實施的標準化項目外，建議進行以下兩個標準化工作。

（1）開展基礎(chǔ)通用原則等方面的標準化編制工作，達到光熱產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、統(tǒng)一發(fā)展的要求，達到項目驗收的標準，根據(jù)實際情況開展土建、安裝驗收、質(zhì)量測評等相關(guān)的標準化施工驗收工作。對電站運營商業(yè)化經(jīng)驗進行總結(jié)，提高在編標準的速度，開展儲熱島、太陽島等子系統(tǒng)的運維研究，保障光熱電站能夠高效、安全、平穩(wěn)的運行，并提供技術(shù)方面的支持。展開相關(guān)的研究檢測技術(shù)，為電站和其子系統(tǒng)的檢測提供保障。光熱發(fā)電所影響的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域非常多，其工藝流程十分復(fù)雜，所以還要提高對工程管理、技術(shù)監(jiān)督等方面的標準化研究。

（2）要充分發(fā)揮企業(yè)在進行標準化過程中的主體地位，利用財政補助以及稅收政策等方式，鼓勵企業(yè)向全行業(yè)推廣累積的經(jīng)驗以及技術(shù)標準。組織展開有關(guān)光熱標準化的科研研究，加強科研院所、企業(yè)以及檢測機構(gòu)等相關(guān)單位之間的合作聯(lián)系，將行業(yè)力量集中在一起研制標準化技術(shù)。在國際的標準化基礎(chǔ)上，將相關(guān)國內(nèi)標準向國際標準進行轉(zhuǎn)化，提高國家在國際領(lǐng)域上的地位，帶領(lǐng)國家的光熱發(fā)電技術(shù)以及設(shè)備服務(wù)走上國際化的舞臺[4]。

4 結(jié)束語

根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)標準化進展，對企業(yè)未來發(fā)展需求進行分析，構(gòu)建光熱發(fā)電技術(shù)是標準化體系。體系主要涉及基礎(chǔ)通用原則、設(shè)計規(guī)劃等方面的技術(shù)內(nèi)容，概括了光熱發(fā)電的整體過程，并根據(jù)國內(nèi)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的標準化發(fā)展情況提出相關(guān)的研究建議，為光熱發(fā)電相企業(yè)提供參考。

參考文獻

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[2] 李煥偉.太陽能光熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀極其關(guān)鍵設(shè)備存在問題探究[J].電子測試，2020（2）：131-132，120.

[3] 劉建峰，桑麗霞，王凱音，等.超臨界二氧化碳太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中集熱蓄熱顆粒及其性質(zhì)研究現(xiàn)狀[J].熱力發(fā)電，2020，49（10）：44-53.

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