美國開發(fā)的五個大型光熱電站率先將槽式和塔式技術(shù)推向了百MW級以上的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,大規(guī)模電站從投運到達到設(shè)計發(fā)電目標往往需要一段時間進行系統(tǒng)的磨合和運營的優(yōu)化以逐漸達到最佳運行狀態(tài),這段時間被稱為學(xué)習(xí)過渡期。自2013年10月至今,這五大電站中的部分光熱電站已經(jīng)運行了兩個完整年度,其實際的發(fā)電表現(xiàn)孰優(yōu)孰劣?誰的發(fā)電量攀升至設(shè)計值需要的過渡期最短?為此進行了統(tǒng)計分析。
單純地從實際發(fā)電量與設(shè)計發(fā)電量的對比來看,槽式無儲熱電站的表現(xiàn)最佳,Genesis Solar在2015年全年的發(fā)電量達到621454MWh,達設(shè)計年發(fā)電量的107%;Solana電站在2015年全年的發(fā)電量達到718843MWh,達設(shè)計年發(fā)電量的76%;Ivanpah電站2015年度總發(fā)電量達到670467MWh,達設(shè)計年發(fā)電量的62%。這三大電站的投運時間相近,排除各自需要的學(xué)習(xí)過渡期的因素影響,槽式無儲熱電站看起來更易達到設(shè)計發(fā)電目標。
表:美國五大光熱電站信息簡表
表1繪出了自2013年8月到2016年8月五大光熱電站的月發(fā)電量曲線,這五大電站在地理位置上雖分布于內(nèi)華達、加州和亞利桑那州三個州,但這三州交界,其電站所處地理位置實際的天氣情況和太陽輻照資源相差并不大,從表中可見五大電站在不同月份發(fā)電輸出的高峰低谷有明顯重合。因此,對比這五大電站的實際表現(xiàn)也相對更具有參考價值。
表1:五大光熱電站單月發(fā)電量曲線圖
表2繪出了自2013年8月到2016年8月三年間這五大光熱電站的年發(fā)電量(非自然年,按每12個月的發(fā)電量統(tǒng)計)相對設(shè)計年發(fā)電量的比值曲線,從中可見,Genesis在多個連續(xù)12個月內(nèi)的發(fā)電量超出設(shè)計發(fā)電目標,且發(fā)電表現(xiàn)已趨平穩(wěn)。
表2:五大光熱電站實際年發(fā)電量/設(shè)計年發(fā)電量曲線圖
從中可見,Genesis和Mojave兩個槽式無儲熱電站的爬坡曲線相對更陡,這意味著其實際發(fā)電能力可以更快的達到設(shè)計發(fā)電目標,需要的學(xué)習(xí)過渡期更短,塔式DSG電站Ivanpah的爬坡曲線則較為平緩,這也與其設(shè)定的需要四年的學(xué)習(xí)過渡期相一致。新月沙丘熔鹽塔電站目前在記錄的發(fā)電量數(shù)據(jù)較少,其發(fā)電量的攀升曲線目前來看還不具有太大參考價值。
總體而言,槽式電站方面,槽式無儲熱電站相對配儲熱的Solana電站的實際發(fā)電表現(xiàn)更容易達到設(shè)計目標,可能是因為配置儲熱系統(tǒng)后,系統(tǒng)的復(fù)雜程度增加,需要更長的時間磨合過渡。塔式電站方面,因塔式技術(shù)的商業(yè)化成熟案例本身非常之少,Ivanpah電站和新月沙丘電站均是塔式技術(shù)的創(chuàng)新性里程碑之作,其發(fā)電量攀升相對槽式電站慢也在預(yù)期之中。