八達嶺太陽能熱發電實驗電站

簡介

延慶縣擁有豐富的太陽能、生物質能、地熱能、風能、水電等可再生資源，并且品質優良，優越的資源條件使延慶在北京各區縣發展新能源和可再生能源競爭中處于明顯的優勢地位。近年來，通過實施政府投資項目的建設和引進高端社會投資項目的建設，延慶新能源產業集聚效應初步顯現。截至2012年底，延慶縣新能源和可再生能源利用總量達到14萬t標準煤，占能源消耗總量的25%，列居北京市各區縣之首。

2月2日，八達嶺太陽能熱發電實驗電站119米高的集熱塔及安裝了100面定日鏡的鏡場，在湛藍天空的映襯下顯得格外雄偉。目前，我國首個、亞洲最大的塔式太陽能熱發電電站——八達嶺太陽能熱發電實驗電站在延慶縣建成發電。

100面巨傘般的定日鏡追著太陽轉，把陽光反射到119米高的集熱塔上，安裝在塔頂的吸熱器吸收太陽能，再用這些熱能加熱水，通過水蒸氣推動汽輪機發電。整個發電過程不消耗不可再生資源，沒有污染，綠色可持續。

歷經6年科研攻關和施工建設，我國首個、亞洲最大的塔式太陽能熱發電電站——八達嶺太陽能熱發電實驗電站在延慶建成，并于去年8月成功發電。這也使我國成為繼美國、西班牙、以色列之后，世界上第四個掌握太陽能熱發電技術的國家。

該實驗電站位于八達嶺鎮大浮坨村，中科院太陽能熱發電實驗基地內。上周六，記者前往探訪。汽車一駛出八達嶺，舉目北望，遠山前空曠的平原里，樹冠之上，一座醒目的白塔直指云端。它就是八達嶺長城外的最高建筑，實驗電站的集熱塔。走進實驗電站，白塔底部像少女的裙擺，仰望塔身又似一把火炬。高塔之下，100面定日鏡組成的鏡場反射出耀眼的光芒，高聳的定日鏡像一把把巨大的傘。

定日鏡

實驗電站由科技部、中國科學院、北京市科委投資，總占地約300畝，包括一個高119米的集熱塔，100面共1萬平方米的定日鏡。

“定日鏡高10.5米，鏡面是正方形，由八八六十四塊鏡子組成，每個鏡子面積為100平方米。”馬廣成說，這些定日鏡像向日葵一樣追著太陽轉，上午鏡面朝東，下午鏡面向西。發電時，100個鏡面會把太陽光反射到集熱塔上。塔上的吸熱器吸收并儲存這些熱能，再通過熱能發電。“熱能可以儲存，所以光熱發電不受天氣影響，可以連續發電。”

電站總發電規模為1兆瓦，年可發電200多萬度。下一步將推進產業化，并爭取盡早并入電網。

除塔式電站外，基地內還包括槽式集熱器、太陽能爐及粒子吸熱器、太陽能空氣吸熱器、風洞、光學實驗平臺、高溫熔融鹽吸熱實驗平臺、高溫儲熱實驗平臺等，正在進行太陽能熱發電的相關實驗。據項目總體組組長、中科院電工所王志峰博士介紹，太陽能發電分為光伏發電和光熱發電兩種。光熱發電沒有污染，廉價可連續發電，而且可以與火力電站混合運行。

“整個項目可以說是邊科研、邊設計、邊安裝、邊建設、邊調試的‘五邊工程’。科研難度極大，過程極端艱苦。”王志峰說，作為國家“863”計劃（國家高技術發展計劃）重點項目，整個研發項目從2006年年底啟動，實驗電站部分2009年7月破土動工。由于國內沒有先例，項目開始時沒有技術參數、設計規范，光是定日鏡的設計，就經歷了四代研究才最后定型。歷時6年，終于在去年8月實現發電，并通過了“863”項目驗收。

另據了解，作為北京市新能源示范縣，延慶縣已建成多個新能源發電項目。包括官廳風力發電廠、德青源沼氣發電廠等。近日，延慶縣的智能電網建設也取得重大突破——松山智能變電站建成投用，為新能源發電并網打下基礎。

電站目前已具備并網條件

北京延慶八達嶺太陽能熱發電實驗電站首次太陽能熱發電實驗在系統貫通后獲得成功。這是中國太陽能熱發電領域的重大自主創新成果，使中國成為繼美國、德國、西班牙之后世界上第四個實現大型太陽能熱發電的國家。

作為中國首座太陽能熱發電站，參與研發的十一家單位協同攻關，自主完成了太陽能塔式電站的概念設計、初步設計、施工設計及設備安裝和調試工作，建立起太陽能熱發電技術的研發體系和標準規范體系，全面掌握了高精度聚光器、聚光場、直接過熱型吸熱器、儲熱和發電單元及系統設計技術，以及總體、光場、機務、儀控和電氣設計技術，取得了以光熱場耦合直接產生過熱蒸汽工藝為代表的一批自主創新成果，編制了太陽能熱發電首部國家標準，并實現了100%的設備國產化率。

亞洲最大塔式太陽能熱發電電站在京具并網條件歷經6年科研攻關和施工建設，亞洲最大的塔式太陽能熱發電電站，也是中國第一座具有自主知識產權的兆瓦級塔式太陽能熱發電實驗電站——中科院八達嶺太陽能熱發電實驗電站目前已具備并網條件。

仰頭看著120m高的白色太陽能吸熱塔，八達嶺太陽能熱發電實驗電站站長馬廣成抑制不住內心的期盼:“現在我們正積極與相關供電部門聯系，方案審查通過后即可正式入網發電。”

“由于國內沒有先例，項目開始時沒有技術參數、設計規范，光是定日鏡的設計，就經歷了四代研究才最后定型。”馬廣成說。經過6年努力，電站終于在2012年8月實現發電，這也使我國成為繼美國、西班牙、以色列之后，世界上第四個掌握太陽能熱發電技術的國家。“熱能可以儲存，所以光熱發電的最大優勢就是不受天氣影響，可以連續發電。按照八達嶺當地的太陽輻射資源計算，電站總發電規模為1MW，年發電量約195萬kW·h。相較傳統的火力電站，每年可以節約標準煤663t，減少排放二氧化碳2336．6t，二氧化硫17.5t，氮氧化物7．8t，粉塵顆粒136．3t。”馬廣成說。如今，120m高的白色太陽能吸熱塔已經成為八達嶺太陽能熱發電實驗電站的地標性建筑，也是延慶向外界展示新能源的窗口。

總結

成功發電一年來，位于北京市延慶縣的中科院八達嶺太陽能熱發電實驗電站運行平穩，標志著我國已經掌握了太陽能熱發電技術，成為繼美國、西班牙、以色列之后，世界上第四個掌握這一技術的國家。中科院八達嶺太陽能熱發電實驗電站于2012年建成，是我國、也是亞洲首個兆瓦級太陽能塔式熱發電站。