光热+聚光光伏+光伏跟踪+电储能 100%太阳能电站 20170417

Copyright ©2017 Arctech Solar. CSP+CPV+Tracker +E Storage Real solar plant 光热+ 聚光光伏+ 光伏跟踪+ 电储能 100% 太阳能电站 报告人：王士涛 日期：2017 年 月 日 Why CSP? Impact on grid infrastructure utilization PV plant without storage 100 MWe solar plants Solar tower plant with large storage 175.2 GWh/a 100 MVA substations Similar invest in grid infrastructure CSP Much higher annual energy transfer 320GWh/a 100 MVA transmission lines CSP镜场：备用定日镜闲置 Solar Multiple 常数：带储能功能的CSP 镜场配置，SM 为3-5倍。 不带储能功能的CSP 镜场配置，SM 为1 - 2倍。 不同辐照下，CSP 镜场将因为SM 导致不同比例的定日镜闲置，以确保CSP 接 收塔的正常运行。 内圈定日镜因焦距低、光斑难以控制，部 分定日镜将转为备用状态。 外围定日镜放平闲置 备用定日镜无序集聚，浪费 严重。 CSP+CPV: 100% heliostats and Solar Supply   Combine CSP+CPV  high concentration, 100% supply from solar possible CSP tower plant with large storage CPV Tower with storage 100 MVA substation 100 MVA transmission line Joint grid infrastructure CSP Thermal tower CPV receiver surface CSP+CPV——Higher Efficiency, Lower LCOE 18% 光热转换效率 ， 能源质量高 30-40% 光电转 换 效率，能源质量 差 熔盐热储能 电储能 Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 1. The relation between irradiation and heliostat Project location: Golmud, China 0 200 400 600 800 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 5:00 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 19:00 Heliostat ratio ，% Time CSP-Heliostat ratio（% ） CPV-heliostat ratio（% ） DNI （W/m^2 ） DNI(W/m^2) Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 2. 太阳从夏至日东方升起，定日镜的分配图 西 东 —上午9 时 —平均辐照强度约为700W/m^2 —最东方每圈25% 的定日镜对准CPV 装置 —其余75% 的定日镜对准CSP 装置塔。 Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 太阳夏至日正午时分，定日镜的分配如下图 东 西 —中午12时 —平均辐照强度约为 1000W/m^2 —每圈25% 的定日镜对准就近两 侧CPV装置 —50% 的定日镜对准CSP 装置塔。 Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 太阳在夏至日的下午时分落下，定日镜的分配如下图 东 西 —下午16时 —平均辐照强度约为700W/m^2 —最西方每圈25% 的定日镜对准 CPV装置 —其余75% 的定日镜对准CSP 装置 塔。 Thermal-electric co-solution For CSP+CPV Innovation 1—heliostat allocation VS Irradiation 获取DNI （DNI 设备安装在中心定 日镜上 ） GPS 群发DNI 至各定日镜通讯接收模块 对比辐照与定日镜的分配关系 给出指令驱动定日镜对准CPV 或维持现 状 3. Innovations Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 1 • 角度传感器获取跟踪结构的姿态轨迹 • 姿态轨迹传送到跟踪装置的控制模块 2 • 控制模块的PID 控制器解析姿态轨迹 • PID 控制器给出相应的调整指令到电 机 3 • 电机根据调整指令驱动减速装置 • 回转装置控制跟踪结构的转动角度 3. Innovations Innovation 2—tracker self-control for high wind Thermal-electric co-solution For CSP+CPV Innovation 3—100% heliostats real work Heliostats for CSP Heliostats for CPV 100% heliostats 3. Innovations Thermal-electric co-solution For CSP+CPV Innovation 4—Higher efficiency , Lower cost Higher efficiency Thermal efficiency of CSP concentrator efficiency of CPV Lower cost Higher efficiency 100% heliostats real work Stable CPV apparatus 3. Innovations Thermal-electric co-solution For CSP+CPV Innovation 5—More potential for different areas 民用 商用 公用 公用 公用 支撑电源 CSP CPV CSP+CPV Silicone PV Thin film 10kW 100kW 1MW 10MW 100MW 1GW 3. Innovations Thermal-electric co-solution For CSP+CPV 0 100 200 300 400 500 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 kWh/m^2 hours 24h power supply 储存热能发电 储存热能发电 储存热能 恒定功率输出 一天辐照强度曲线 光伏发电 Innovation 6—24h Power Supply 3. Innovations Cost Analyst For CSP+CPV 增加投资金额 投资增加比重 定日镜 0 0.00% 导热介质 0 0.00% 储热单元 0 0.00% 涡轮发电机组 0 0.00% 电站配套设施 0 0.00% 电网接入 1,000,000 1.79%  工程土建 2,000,000 3.59%  项目设计 1,000,000 1.79%  项目管理 0 0.00% 财务费用 0 0.00% 工人工资 1,000,000 1.79%  其它 0 0.00% CPV 接收装置 3,000,000 5.38%  电储能单元 47,775,000 85.66%  增加总投资 55,775,000 CPV 增加投资项目 Notes: 电储能单元价格为273$/kWh, 电 储 能 成 本 近 3 年 以 3 0 % / 年 的 速 度 下 降 Cost Analyst For CSP+CPV 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 10 12 14 16 18 20 22 投资增加比例，% 瓦电价格，元/ 瓦 增加投资与瓦电价格的关 系图 瓦电价格越高，总投资增加，CPV 装置的增加投资占比保持下降的趋势！ Cost Analyst For CSP+CPV 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 度电价格，元/ 电 运营期，年 20元/瓦对应度电价格 CSP 度电价格 CSP+CPV 共用度电价格 度电价格分析 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 度电价格，元/ 度 运营期，年 15元/瓦对应度电价格 CSP 度电价格 CSP+CPV 度电价格 Cost Analyst For CSP+CPV 度电价格分析 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 度电价格，元/ 度 运营期，年 10元/瓦对应度电价格 CSP 度电价格 CSP+CPV 度电价格 Cost Analyst For CSP+CPV 度电价格分析 Conclusion 1、CSP-CPV solution generates more than 70% power than single CSP solution. 2、Investment for CPV is a small portion of the total. 3、Control software update, the most use of all resources, environmentally sound . Thank you！