未來太陽能發電廠受故障和培訓不足困擾

為完成聚光太陽能發電專案而匆忙趕工導致了多重可靠性問題

2016年2月4日拍攝的照片顯示了努爾1號聚光太陽能發電(CSP)廠的太陽鏡鳥瞰圖,該廠位於摩洛哥中部城鎮瓦爾扎扎特郊外,在其落成典禮之前。

根據美國國家可再生能源實驗室(NREL)的一項研究,由於國家和州激勵計劃即將到期而促使的快速開發步伐,導致了世界上最先進的太陽能發電廠出現多重可靠性問題。

為了趕工完成電廠並達到運營和財務截止日期,通常會讓分配到電廠運營的團隊在如何處理故障方面培訓不足。

這些鏡面呈大型圓形排列的龐大設施被稱為聚光太陽能發電(CSP)專案。它們的鏡面和透鏡捕獲高效發電或儲電所需的高溫。全球已建成近 100 座此類電廠。


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該報告描述了 NREL 調查人員如何預計延遲和故障是由設施高科技中的故障引起的。但他們最終得出的結論是,包括製造蒸汽困難、鹽水洩漏、清潔鏡面和控制系統設計不良在內的大量低技術問題是電廠業主的主要抱怨。

該報告被描述為“同類首份報告”,它展示了自 1991 年以來,質量控制的缺乏是如何導致成本超支和準備不足的。那一年,美國 CSP 技術的先驅 Luz International Ltd. 在加利福尼亞州完成九座太陽能發電廠後破產。當時,它是世界上最大的太陽能生產商,擁有 1,800 名員工。

在走訪了全球近 80% 正在運營的 CSP 電廠的業主或運營商後,NREL 研究人員發現了 1,000 多個問題。其中一半以上是運營和維護問題,在報告中被描述為“與技術無關”。

這份名為“聚光太陽能發電最佳實踐研究”的 257 頁報告,包括一長串建議的修復方法。該報告的主要作者和 NREL 的小組經理 Mark Mehos 在一次採訪中解釋說,為了鼓勵與設施業主進行坦誠的討論,所有問題都沒有歸咎於特定電廠。

“最重要的教訓是,運營和維護人員應儘早參與到這個過程中,”他在描述一個特定電廠的開放時說道。“同樣,設計工程師應該在現場待足夠長的時間,以便向運營商提供他們的專業知識。”

昂貴的問題可能而且經常會發生。一個建議的最佳做法是及時發現並修復一個將鹽水洩漏到混凝土地板上的儲罐。

報告解釋說:“一旦鹽洩漏到地基中,除了拆除地板、抬高水箱、拆除地基、更換地基、更換地板,然後再將水箱放回原位之外,沒有其他機制可以去除鹽分。”

CSP 電廠有兩種。一種是 Luz 在加利福尼亞州商業化的,後來在歐洲採用,它使用鏡子將太陽熱聚焦在充滿礦物油的管道槽網路上,這些礦物油會變得過熱。熱量用於產生蒸汽,蒸汽被輸送到發電機中產生電力。

當時的理論是,CSP 將迅速取代使用矽將光子轉化為電力的太陽能光伏板,因為 CSP 可以更便宜地發電。

這並沒有發生。

在 Luz 破產後,其副總裁 Mike Lotker 向記者解釋說,他不得不把大部分時間花在遊說國會延長稅收抵免、獲得加利福尼亞州監管機構的批准、從投資者那裡籌集資金,然後在稅收抵免到期之前在沙漠中建造並開放 CSP 電廠。

在建造第九座電廠時,他遇到了支付加班費的成本超支,並處理了如此多的運營問題,以至於他無法為第十座電廠籌集資金。

他解釋說:“管理層必須完美地執行才能成功。”

第二種型別的 CSP 使用地面上的鏡子或透鏡聚焦陽光,並將其導向高“動力塔”頂部的發電機,在那裡產生蒸汽。有些形式使用放大的陽光將鹽加熱成熔融形式,這種形式可以產生蒸汽用於發電,也可以儲存熱量以供將來使用。

世界上大約有 10 座此類電廠。它們也經歷了各種運營和維護問題。

與此同時,在過去 10 年中,太陽能發電價格大幅下降的原因來自一項較舊的技術:矽面板。在許多地方,它們現在可以與化石燃料產生的電力競爭。

歐洲人也遇到了一些與美國人相同的問題。

例如,在西班牙,上網電價是一項巨大的政府激勵措施,它保證了電廠的所有者可以獲得高昂的電力價格。要獲得資格、籌集其他資金並滿足到期期限,已成為電廠買家和建造商的主要關注點。

根據 NREL 的報告,向實際運營和維護電廠的團隊的移交通常來得匆忙而且太晚。

Mehos 解釋說,理想情況下,公司應該先建造一座較小的電廠,並利用經驗來建造一座更大的電廠。“或者,如果您不能這樣做,那麼最好與有經驗的人合作。”

這種情況並非總是發生。即使發生了,早期 CSP 電廠吸取的教訓有時也會因專有原因而被保密。因此,報告指出,“我們的觀察是,隨著新參與者設計和建造新電廠,太多的教訓不得不重新學習。”

報告的結論之一是,“希望下一代開發商能夠從他們所犯的錯誤中吸取教訓。”

Mehos 表示,他相信 CSP 的“動力塔”版本與矽電池相結合,最終將比化石燃料電廠產生更便宜的電力。這是因為 CSP 可以為電廠提供更長更便宜的能源和儲存容量,使其能夠在傍晚和清晨太陽能相對較弱的時候執行。

CSP 技術已傳播到包括中國、摩洛哥和阿拉伯聯合大公國在內的 12 個國家,許多較新的電廠現在執行可靠。Mehos 補充說,“我們只需要從過去的錯誤中吸取教訓。”

經 E&E 新聞許可,轉載自 Climatewire。E&E 在 www.eenews.net 提供重要的能源和環境新聞的每日報道。

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