光熱電站的冷卻及設備清洗過程需要大量用水，而光照條件好、適宜建光熱電站的地方通常都面臨著水資源緊缺的挑戰(zhàn)，部分地區(qū)淡水價格甚至高于電價，這在一定程度上會影響光熱電站的運行效率。

雖然近年來光熱發(fā)電成本在不斷下降，但其在開發(fā)和運維領域尚存在一些難題亟待解決，比如在一些缺水的地區(qū)開發(fā)電站如何解決水資源短缺的問題。目前，歐盟正在推進名為MinWaterCSP和WASCOP的兩個研發(fā)項目以降低光熱電站對于水的需求量，致力通過研究一種由節(jié)儉型水噴頭和特制的轉(zhuǎn)子組成的反射鏡清洗裝置和優(yōu)化電站用水系統(tǒng)管理以幫助降低光熱電站用水。

圖：節(jié)水清洗車在清洗定日鏡表面

空冷水冷耦合的智能冷卻系統(tǒng)

來自法國原子能與可替代能源委員會（CEA）的熱工程師Delphine Bourdon表示，“同所有的熱機原理一樣，光熱發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)化為動能進而帶動汽輪機做功發(fā)電。蒸汽在發(fā)電機的兩端溫差巨大，如果電站沒有配備冷卻系統(tǒng)，設備的運行效率將會迅速下降，組件也會被嚴重損壞。”

目前，水冷在電站中的使用中較為普遍。作為歐盟資助的WASCOP項目的協(xié)調(diào)員，Bourdon將在未來三年對冷卻系統(tǒng)進行改進來實現(xiàn)智能用水系統(tǒng)管理。空冷系統(tǒng)將作為主要冷卻方式全天運行以保證電站在安全工作溫度下運行。而水冷將會在電站滿負荷發(fā)電時使用，以增強冷卻效果，確保電站達到最佳運行效率。

kelvion控股有限公司研究與發(fā)展部主任Falk Mohasseb博士也認同智能優(yōu)化用水系統(tǒng)的思路，他負責協(xié)調(diào)MinWaterCSP項目，旨在研究先進的冷卻和鏡面清潔技術。Falk Mohasseb聲稱，相比水冷系統(tǒng)，MinWaterCSP提供的解決方案能使光熱電站的水蒸發(fā)損失下降75%-95%，蒸汽朗肯循環(huán)的效率提升2%。采用空冷系統(tǒng)的光熱電站在保持循環(huán)效率的前提下成本降低25%左右。同時，該項目正在開發(fā)軸流風扇，以滿足發(fā)電廠對氣流和靜態(tài)壓力的具體要求。

據(jù)Mohasseb博士介紹，軸流風扇有可能會取代常規(guī)風扇，“MinWaterCSP的定制風扇將改進常規(guī)風扇的性能與效率，新型風扇在實驗階段表現(xiàn)良好，實驗結果表明新型風扇可將冷卻效率提高10%。”

此外，一個直徑7.3米的風扇將在南非斯坦陵布什大學的校園里進行測試。Mohasseb博士認為風扇達到這樣的尺寸，將會面臨很多機械條件的限制，包括材料、機械振動和特別是噪聲的限制，因此他認為大風扇在市場上并不具備競爭力。

設置屏障和防塵反射鏡以阻斷灰塵

陽光輻照資源好的地區(qū)往往也是灰塵彌漫的地區(qū)，為了不讓蒙塵的反射鏡影響電站運行效率，反射鏡需要定期進行清潔。雖然在清潔上的用水遠不及冷卻用水，但它在純度上往往要求更高。

圖：反射鏡防塵將會為清洗節(jié)省大量用水

MinWaterCSP開發(fā)的徑流水采集系統(tǒng)配合使用清潔機器人可用于清潔槽式和菲涅爾光熱系統(tǒng)的反射鏡，并使反射鏡清洗用水量減少25%。

WASCOP項目在西班牙南部地區(qū)和摩洛哥都進行了圍墻和植被屏障試驗，旨在測試其是否可以阻斷灰塵接近鏡面。同時該項目合作伙伴也在進行疏水涂層試驗，從而可以使通過障礙的灰塵也無法吸附在鏡面上。

WASCOP和MinWaterCSP的目標是通過結合智能冷卻和先進的鏡面清潔措施，在未來幾年內(nèi)減少光熱電站70%以上的用水需求。

原標題:歐盟研發(fā)智能冷卻及防塵技術 擬減少光熱電站70%用水需求