中國方案為摩洛哥綠色可持續(xù)發(fā)展“充電”

今年10月20日，共建“一帶一路”重要項目、中國企業(yè)首次在海外承建的百兆瓦級光熱工程——摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站投產(chǎn)運營整整5周年。

 

這座光熱電站位于摩洛哥東南部瓦爾扎扎特市努奧太陽能發(fā)電園區(qū)。項目投運以來，每年可為摩洛哥電網(wǎng)輸送約5.3億千瓦時的清潔電力，每年能減少二氧化碳排放23萬噸，為摩洛哥綠色可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護提供有力支撐。

 

“摩洛哥當?shù)厝狈γ禾?、天然氣等能源資源。它的大部分區(qū)域都是沙漠，所以擁有較好的光資源。如果我們利用太陽能光伏或者光熱來生產(chǎn)清潔的電，可以讓摩洛哥擺脫長期電力匱乏的局面。”談及項目建設(shè)背景，曾擔任摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站項目設(shè)計總工程師的樊濤表示。

 

于是，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站應(yīng)運而生。中國能建集團所屬中國電力工程顧問集團有限公司西北研究院負責該項目的土建設(shè)計、發(fā)電單元及全廠輔助系統(tǒng)的設(shè)計工作。2015年5月，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站正式開工建設(shè)。

 

這座光熱電站屬于大容量塔式熔鹽光熱電站。它看起來頗具科幻感：位于光熱電站中央的吸熱塔，像燈塔一樣高高矗立；吸熱塔四周的地面上，環(huán)繞分布著數(shù)千面定日鏡，它們會把太陽光反射到吸熱塔的頂端。

 

據(jù)介紹，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站的鏡場面積約為132萬平方米，吸熱塔高度為243米。工程共采用7400面定日鏡，每個定日鏡由54個反射鏡面模塊組成，每個定日鏡面積為178平方米。

 

在吸熱塔的下方，安裝著兩個熔鹽罐，一個冷鹽罐，一個熱鹽罐，其中的熔鹽能夠在290—565攝氏度之間保持流動狀態(tài)，它們是這座光熱電站將太陽能轉(zhuǎn)化為電能不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

 

其中，冷鹽罐當中放置著溫度為290攝氏度的熔鹽，當定日鏡將光反射到吸熱塔上，冷鹽罐中的熔鹽會被輸送到吸熱塔上的集熱器中。熔鹽吸收熱量并逐步升溫，當溫度接近565攝氏度時，熔鹽泵就會把它們抽到熱鹽罐里儲存。在準備發(fā)電時，熱鹽罐里的熔鹽會被輸送到蒸汽發(fā)生器中，對水進行加熱。水吸收熱量產(chǎn)生了蒸汽，推動汽輪機組運行，從而產(chǎn)生電能。熔鹽自身溫度下降后，再次被輸送回冷鹽罐，如此循環(huán)往復(fù)。

 

在2015年開展設(shè)計之前，國內(nèi)設(shè)計院均沒有大容量塔式熔鹽光熱電站的設(shè)計經(jīng)驗，國內(nèi)外也無塔式光熱電站的相關(guān)標準及規(guī)范。設(shè)計團隊在抗風、抗震等多個方面遭遇到前所未有的挑戰(zhàn)。

 

“我們首先面對的就是抗風的問題。”時任摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站項目土建主任工程師李紅星介紹，項目所在地的風速是63米每秒，超過我國絕大部分地區(qū)的基本風速。而吸熱塔又高又細，高度和直徑比達到11左右。

 

為解決這一難題，項目設(shè)計建造團隊通過開展調(diào)研分析、風洞試驗和仿真計算，創(chuàng)造性地在吸熱塔內(nèi)頂部設(shè)置電渦流調(diào)諧減震器，以確保吸熱塔在風荷載作用下安全可靠運行。

 

通過克服重重困難，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站創(chuàng)造了多項世界之最：全世界首個采用電渦流調(diào)頻質(zhì)量減震器的吸熱塔、采用全世界反射面積最大的雙液壓控制定日鏡、全世界首次采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計定日鏡基礎(chǔ)。

 

記者了解到，在為超過100萬戶摩洛哥家庭提供清潔能源的同時，該項目還可將富余電能輸送歐洲。