太阳能热发电是我国未来新能源为主的新型电力系统的重要组成部分,对实现双碳目标具有战略意义。本项目研制出用于太阳能热发电的熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统,填补了国内外空白;国内外首次实现了550℃线聚焦高温熔盐集热和线聚焦集热场“光预热注盐、光伴热退盐”的防凝运行工艺;建立了以熔盐为集热、传热、储热、换热统一工质的线性菲涅尔聚光集热技术体系和完全自主知识产权产业链,是中国处于世界领先地位的系统性关键技术。实现了低碳、环保、变革性清洁能源生产技术和理论的突破;探索出一种解决未来能源问题的中国方案。
项目成果总体处于国际领先水平;获授权专利23件;近三年新增销售收入***亿元,新增税收1408万元。采用该技术建成的世界首座50MW熔盐线性菲涅尔式光热电站于2019年12月并网投运,电站储热量1875MWth,机组可24h连续发电,设计年发电***亿kWh,发挥了重要的储能调峰作用。该项目成果已经在两个甘肃省首批“光热+”一体化发电工程中获得推广应用,合同额***亿元。完成单位被定位为太阳能新能源产业链链主企业,将带动产业链发展,实现全产业链年经济效益超百亿元。
(1)采用大面积分组微弧主反射镜阵列和大接收半角二次反射镜结构设计,构建出熔盐线性菲涅尔式聚光器,满足高温熔盐集热所需的高聚光倍数和工程应用所需的高抗扰性。
(2)采用自主设计制造的低热损熔盐型真空集热管和热膨胀(最大膨胀量达10米)动态消纳机构,构建出运行可靠、高吸收低热损的长程直通式吸热器(大于1000米),建立千米级标准熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统(标准集热回路),实现了550℃线聚焦高温熔盐集热技术突破。
(3)首创线聚焦集热场太阳能精准自预热注盐和受控疏排盐的防凝运行新工艺,集热场防凝能耗降低85%,解决了长程线聚焦集热场熔盐易冻堵和防凝能耗的难题
(4)构建了熔盐线性菲涅尔式光热电站大规模集热场分布式控制系统,整套系统高度智能化和自动化;实现了熔盐线性菲涅尔光热电站集热场关键信息系统的国产化。
(5)突破以高温熔盐作为集热、传热、储热和换热统一工质的线聚焦太阳能热发电新工艺流程,查新结论证明建成世界首座50兆瓦熔盐线性菲涅尔式光热电站,实现连续并网发电和商业化运行,建立了熔盐线性菲涅尔式太阳能热发电技术体系。
研发团队由兰州大成科技股份有限公司和兰州交通大学联合组建。2006年团队以“大型真空光电子关键技术集成与智能控制”创新团队(IRT0629)入选教育部长江学者创新团队发展计划,2011年8月以优秀的成绩通过了教育部组织的验收。团队先后受到国家8个部委的表彰,获得了“全国专业技术人才先进集体”、“信息产业科技创新先进集体”、“科技型中小企业技术创新基金实施十周年优秀企业”、“首届中国产学研合作创新奖”等系列国家级和省级荣誉称号。团队完成了一批国家级项目和省部级重大科技与产业创新项目,在国内外首先提出并实现了“绿色镀膜”和“聚光太阳热能”等一系列新技术理念,自主创造掌握了一批核心技术,申请97件专利,已获66件授权,近年来先后获得1项国家科技进步二等奖;5项省部级科技进步一等奖,6项省部级科技进步二等奖项。团队取得了一批达到国际先进水平的标志性成果,并实现了规模产业化,取得了显著的经济和社会效益,为国家经济社会发展做出了重大贡献。
团队带头人范多旺教授是我国熔盐线性菲涅尔式聚光集热技术领域的开拓者,是具备战略素质的科技专家,杰出的学科带头人和优秀的创新创业领军人才。
评价单位:“科创中国”低碳能源技术产业科技服务团 (中国可再生能源学会)
评价时间:2022-11-20
综合评价
该成果已在“兰州大成敦煌熔盐线性菲涅尔式50MW光热电站”中成功应用。建立了熔盐线性菲涅尔式聚光集热技术体系和自主知识产权产业链。技术产品通过了国际权威第三方的测试和评估认证,并已开始市场化推广应用,将在以新能源为主体的电力系统中发挥重要的储能、调峰作用。该成果处于国际领先水平。
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