. . . 太阳能热利用高温发电技术 国家与地方联合工程实验室申请报告 / 目录第一章项目概述1一、项目名称1二、项目承办单位1三、法人概况1四、项目编制依据3五、项目建设理由3六、项目建设容和方向4七、项目建设意义5第二章项目建设背景7一、国外太阳能热利用高温发电技术发展现状7二、中国太阳能热利用高温发电技术发展现状10第三章项目发展战略、建设容和目标14一、工程实验室发展战略14二、工程实验室建设容151、聚光技术研究152、自动跟踪控制技术研究203、集热技术研究234、传蓄热技术研究285、保温技术研究316、增压技术研究337、仿真技术应用348、新材料研发359、与建筑一体化应用研究35三、工程实验室研发的近期和中期目标361、近期目标及技术突破362、中期目标37第四章项目建设条件与优势38第五章建设方案401、建设规模402、建设措施403、建设周期424、建设地点42第六章组织结构、管理和运行机制44一、组织机构44二、技术带头人、管理人员及技术团队441.技术带头人442、管理人员概况463、技术团队情况46三、管理和运行机制47第一章 项目概述一、 项目名称太阳能热利用高温发电技术国家与地方联合工程实验室二、项目承办单位单位名称：某控股地址：某市经济开发区法定代表人： 项目负责人： 三、法人概况某控股位于某经济开发区,自1998年成立,注册资本5000万元,现有员工6700人,占地3000余亩,总资产27.6亿元,是一家集研发、制造和市场开拓于一体的高新技术企业,主营业务为：太阳能热水系统、太阳能高温发电、太阳能光伏、温屏节能玻璃及美盾门窗、太阳能建筑、旅游、酒店等,是某太阳能股份的控股公司,下设某光电事业部、温屏节能玻璃、某置业、某太阳能房地产、太阳谷微排国际酒店、旅游服务事业部等。某控股在太阳能热水器的研发、生产、产业化方面一直处于我国龙头地位；20XX开始自主研发太阳能热发电技术并于同年与中科院获得四项国家863计划,现已研制成功抛物面碟式双轴跟踪聚焦太阳能高温热发电系统,自主研发高性价比聚光器和跟踪器,配以Stirling热机和发电机,发电效率可达1830%,并成功用于太阳能与建筑一体化。某控股发扬科技带动文明的企业精神,在太阳能综合利用技术处于国际先进水平。拥有6个博士从事着镀膜、光热、光电、太阳能供热制冷、模具等方面的研究,配套建成了四个专家实验室和省级技术研发中心、省级技术研究中心。使用太阳能选择性吸收涂层技术,将真空磁控溅射三靶技术在某控股实现产业化,极大的带动了中国太阳能热水器制造行业在集热技术、制造技术和镀膜全自动化控制系统上实现跨越式提升。 20XX10月,某集团荣获排行榜太阳能热利用产业第一名；同年10月,某太阳能凭借其对行业多项核心技术的掌控及自主工业体系,入选中国科技名牌500强；同时,某太阳能集团以高效太阳能产业化示项目摘得省政府20XX度重大节能成果奖第一名。某人返璞归真,以客户满意作为工作目标和方向,以专注的态度和速度实现工作高效,艰苦奋斗,激情创新,实现了在品牌、技术、网络、科普、服务、市场等方面的世界领航,成为当之无愧的世界太阳能领航者。某控股采用以人为本、能、才、品为上的用人机制,实施管理科学化、生产有序化、销售网络化、发展集团化四化方针,行政管理、营销管理、技术开发均符合现代企业制度的要求。面对世界经济一体化,公司积极研讨发展战略,更加注重科技开发投入和技术改造投入。某控股在依托各科研院所的同时专设技术研发部,近年来研发、创新的成果都达到国先进和国际领先水平,通过省的科技成果鉴定累计达126项。获得建设部成果重点项目办评为建筑节能新产品、新技术和国家重点新产品证书。公司拥有多项专利和科技成果,拥有自主知识产权,可不受制约地在工程研究实验室向产业化转化,工程实验室建成后其研发人员可直接成为实验室下一步课题开发的中坚力量。四、项目编制依据1、国家发展改革委办公厅关于组织申报20XX国家地方联合工程实验室通知发该办高技2011246号2、国家十二五科学和技术发展规划3、国家中长期科学与技术发展规划纲要2006-2020年五、项目建设理由随着全球能源紧、环境恶化、可持续发展战略的提出,太阳能作为一种清洁、可持续能源被国外积极推行。太阳能能源的根本利用是用太阳能发电,目前太阳能的发电方式有两种：一是利用光伏发电,目前我国太阳能光伏利用经过几十年的发展,技术产业比较成熟,但核心技术主要掌握在国外手中,中国只是光伏产业的制造中心,利润低,发展潜力有限；二是太阳能光热发电,太阳能光热的中低温利用在国外发展比较迅速,如太阳能热水器等,市场已比较成熟,但太阳能高温发电技术由于技术水平要求高,发展还未形成商业化。为了更好地缓解常规能源对经济发展的制约压力,某公司早在20XX即投资与中国科学院电工所、工程热物理所进行研发。目前已掌握了太阳能热利用的核心技术,在世界上处于领先水平,为更好地利用太阳能进行高温发电并降低成本并使之成为新能源的重要方式,急需建设太阳能热利用高温发电技术国家级工程实验室。 六、项目建设容和方向在利用常规能源环境污染日益严重、能源日益紧的未来,太阳能作为一种清洁、可持续发展的能源将得到迅速的发展,太阳能高温发电的能源将成为未来的主流能源。太阳能高温发电就是将太阳能聚集起来,加热工质,驱动汽轮发电机发电。太阳能高温发电一般包括四大系统：聚光集热系统、传热蓄热系统、发电系统、辅助能源系统。按照聚热系统部分可分为三种类型的高温发电系统：槽式发电系统、塔式发电系统和碟式发电系统。某控股拟在某市经济开发区太阳谷建设太阳能热利用高温发电技术国家与地方联合工程实验室,重点对太阳能高温热发电系统的九方面技术进行研究： 集热技术：主要是太阳能中高温300以上的聚光集热技术 蓄热技术：主要为中高温蓄热技术,与大学联合开发熔融盐500蓄热,自行研发导热油蓄热和蓄热球技术200-400 传热技术：主要是中高温传热技术,与中科院共同研究工质空气、水、油技术。 保温技术：主要为隔热保温技术 增压技术：与华电集团合作,研发循环增压、动力增压等 自动控制技术：主要是温控流量技术、传感技术等 仿真技术：主要包括系统优化、模拟仿真技术,目前已与中科院建设风动实验室、盐雾试验等 新材料：主要是蓄热材料、耐高温高反射材料和高集热膜层材料研究等。 与建筑结合应用：主要是利用太阳能高温发电多余的能量与建筑制冷、供暖等结合应用。近期研发重点是：定日镜耐高温高反射镜面材料的进一步研究；支架抗风力抗腐蚀保持灵活性的结构设计；跟踪控制系统精确度进一步提高；选择性吸收涂层材料的研究；耐高温高蓄热材料的进一步研究；塔式熔融盐抗腐蚀、保温性的进一步探索；高温发电富余能量二次利用的研究。七、项目建设意义随着能源的紧,环境污染的加剧,作为清洁能源的太阳能高温发电是未来的发展的必然方向,目前国外太阳能高温发电技术比较成熟,已开始进行商业化运作,进行并网发电。中国的太阳能高温发电目前还处于实验室阶段,技术已处于领先地位,但还没有进行商业化应用。某公司通过建立太阳能热利用高温技术国家和地方联合工程实验室,与知名的高校、研究所、企业联合,共同解决目前太阳能高温发电技术难题,引领太阳能高温发电行业的发展。实验室设置9大技术研究平台,包含了太阳能高温发电的各个环节,从聚光集热、传热蓄热到最后的发电环节都进行深入的研究,并把实验成果通过中试积极转化为商业产品电能,并网到现有的供电系统中,缓解现有能源压力,并逐步替代传统能源,减少污染,保护环境,并通过广泛的商业化应用降低电价,推动经济的发展。第二章 项目建设背景总书记指出：加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。随着能源环境形势的严峻,迫切需要开发新的可持续利用的绿色代能源。太阳能的利用和开发,为破解能源和环境问题,推动经济社会可持续发展,提供了现实的可能和光明的前景。 自从1615年法国工程师所罗门德考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机开始,全球掀起了一场太阳能利用的热潮,出现了太阳能光伏光热利用,目前太阳能光伏利用、光热低温应用以比较成熟,太阳能高温热利用尤其是高温发电刚刚起步,对缓解能源危机,实现能源替代将起到重要作用,是未来太阳能热利用的必然发展方向。目前太阳能热利用高温发电技术在国外得到一定发展,为未来发展奠定了基础。一、国外太阳能热利用高温发电技术发展现状1950 年,原联设计了世界上第一座太阳能塔式热发电站的试验电站,对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。据不完全统计,从 19811991 年的 10 年间,全世界建造了装机容量 500kW 以上的各种不同形式的太阳能热发电实验站 20 余座,其中主要是塔式电站。 自 20 世纪 70 年代初,美国休斯顿大学 AlvinHildebr andt 和 Lorin Vant-Hull 首次提出塔式太阳能热发电原理以来,美国一直积极的发展这项技术,并在 20 世纪 80 年代由美国能源部 DOE 的 Sunlab 与 Boeing 公司和 Nexant 公司合作建成了 10MWe 塔式电站 Solar One和Solar Two 。Solar One 塔式太阳能热发电试验电站是 1982 建成的。额定输出 10MWe 。该电站经过两年的试验和评估后进入了发电阶段。定日镜的可利用度极佳,第一年年平均全反射率为 95 ,第二年为 96.3% ,第三年达到 98.9% 。Solar One的成功对太阳热发电具有里程碑的意义。Solar Two 为促进塔式 / 熔盐太阳能热发电技术的发展,在 Solar One 的基础上加以改进,采用了熔盐为传热工质。电站于 1996 年开始并网发电。 Solar Two 验证了熔盐技术的应用可以降低建站技术和经济风险,而且可以极大的推进塔式太阳能热发电站的商业化进程。此后,西班牙,德国,瑞士,法国,意大利,前联和日本等也已经开展这项技术的研究工作。欧洲,法国、德国和意大利等 9 个国家联合,于 1981 年在意大利西西里岛建造了额定功率为 1MWe 的世界首座并网运行的塔式太阳能热电站。从 1994 年开始,欧洲框架 IV , V , VI 计划连续支持了塔式聚光技术的研究,如： Solgas 计划 , Coln Solar 计划等。Eurelios塔式太阳能电站额定输出 1MWe ,于 1981 年并网发电。它的吸热器是具下倾的锥形腔构造,是一种单一的直流式加热到过热温的锅炉。CESA 1电站位于西班牙, 1983 年到 1984 年间建成。吸热器带回热循环,采用了混合盐作工质,额定输出 1MWe 。 SSPS 小型太阳能发电系统在西班牙,额定输出 0.5MWe 。项目于 1982 年开始运行,用液态钠作为吸热器和储热器传热工质。Themis电站在法国,额定输出 2.5MWe 。它用熔盐作为吸热器和储热器的介质。该电站于 1983 年到 1986 年成功运行为未来的电站的建设提供了大量的资料。建在西班牙的