Fuente: Cosinsolar.com
Desde el 6 de agosto de 2021 (después de completar la rectificación de la turbina de vapor) hasta el 5 de agosto de 2022, la generación de energía real acumulada anual total de la planta CSP de torre de sales fundidas de 50 MW de SUPCON SOLAR Delingha fue de 158 GWh, alcanzando el 108 % de la energía anual diseñada generación (146 GWh), estableciendo el récord operativo más alto de la planta de CSP de torre en el mundo.Después de que la generación de energía anual diseñada se completó un mes antes de lo programado el 5 del mes pasado, la planta continuó operando en buenas condiciones. Aunque el clima local no fue bueno en el último mes, hubo varios días nublados continuos con lluvia y tormenta de arena, entre los cuales 7 días nublados y lluviosos no fue posible recolectar energía solar, y la tormenta de arena afectó la generación de energía de alrededor de 1.5 GWh. Sin embargo, aún logró la generación de energía acumulada anual completa de 158 GWh, y se convirtió en la primera planta de CSP de torre de sal fundida en el mundo cuya generación de energía real anual superó la generación de energía anual diseñada.
El sistema de la planta de CSP es complejo y los factores que afectan su producción incluyen el diseño del sistema, el rendimiento del sistema, la confiabilidad del equipo, la optimización de la operación, etc. Es fácil para la planta de CSP generar electricidad, pero no es fácil lograr el objetivo de producción. Estas son las razones del éxito de la planta CSP de torre de sales fundidas de 50 MW de SUPCON SOLAR Delingha.
01 La combinación óptima de cada sistema mejora la eficiencia operativa general
La combinación entre el bloque solar, el TESS y el bloque SGS, y el sistema de turbina y generador es el requisito previo para determinar el rendimiento de la planta de CSP. Para mejorar la eficiencia de cada sistema y reducir el costo de inversión, se deben considerar múltiples factores en el diseño de la estación CSP. El software de diseño CSP de torre de sales fundidas desarrollado de forma independiente por Cosin Solar puede lograr la combinación óptima de cada sistema a través del cálculo de big data y la iteración repetida de acuerdo con diferentes condiciones de contorno.
02 Alta eficiencia del Bloque Solar para asegurar la captación de energía térmica y la generación de energía
El rendimiento (eficiencia) del Bloque Solar es la base para determinar el rendimiento de una Planta CSP. En Solar Block, la precisión de concentración del helióstato afecta directamente la eficiencia del subsistema y, por lo tanto, afecta la eficiencia y la generación de energía de la planta. Al aplicar un heliostato inteligente de alta precisión de desarrollo propio, un sistema de calibración de alta eficiencia, HFCS, etc., y optimizar el método de diseño del campo solar y la estructura y el diseño del proceso del receptor, Cosin Solar mejora en gran medida la eficiencia del bloque solar.
- Optimización para el diseño de campos solares
El software especial de diseño de campos solares de Cosin Solar es la base de la alta eficiencia de todo el campo solar.
Ø Principio de optimización: ver el campo solar desde la perspectiva del receptor, sin oclusión.
Ø La eficiencia del campo solar es aproximadamente un 1,5% superior a la del diseño de radiación convencional.
Ø La utilización de la tierra es aproximadamente un 2,5% más alta que la del diseño de radiación tradicional.
2. Heliostato inteligente de alta precisión
El helióstato inteligente de alta precisión desarrollado de forma independiente por Cosin Solar tiene una precisión de alto perfil y precisión de seguimiento, que puede reflejar con precisión la luz solar en la posición designada del receptor, mejorar la calidad de la fácula, reducir el desbordamiento de energía en el receptor, mejorar efectivamente la energía solar. -eficiencia de conversión eléctrica, para mejorar la generación de energía de la planta de CSP.
3. Sistema de calibración de alta eficiencia
La calibración periódica del campo solar es muy importante para garantizar la precisión de la concentración. Se adopta la calibración automática basada en la metodología de visión artificial, que es 25 veces más eficiente que la calibración de pizarra tradicional y puede realizar la calibración cíclica automática sin necesidad de que haya operadores en servicio.
Ø Durante el período de construcción de la planta, debido a la desviación de la instalación de helióstatos, el helióstato de campo completo debe calibrarse una vez antes de ponerse en funcionamiento. Al adoptar el sistema de corrección de Cosin Solar, el tiempo de calibración del campo solar se puede reducir considerablemente, acortando así el tiempo de entrega. Al mismo tiempo, el costo de instalación se puede reducir en gran medida porque el proceso de instalación de los helióstatos no requiere un posicionamiento ni una medición de la desviación precisos.
Ø Después de que la planta se ponga en funcionamiento, la precisión del helióstato cambiará debido al cambio del asentamiento de la base del helióstato y la influencia del entorno externo, como la velocidad del viento y la temperatura. El sistema de calibración de Cosin Solar puede realizar una calibración periódica de alta frecuencia en el campo del espejo operativo, asegurando que durante todo el ciclo de vida, el helióstato de campo completo esté siempre en el mejor nivel de precisión.
4. Sistemas de control altamente integrados
Basándose en la acumulación de casi 30 años en el sistema de control, el HFCS desarrollado de forma independiente por Cosin Solar puede realizar el control de grupos de campos solares a gran escala y mejorar en gran medida la utilización de los recursos solares al tiempo que garantiza el funcionamiento seguro y estable de la energía solar. y sistema de captación térmica de la planta, mejorando así el nivel de generación de energía de la planta.
Ø El software y el hardware del sistema de control se desarrollan de forma totalmente independiente. El HFCS, el sistema de control del receptor y el DCS de toda la planta están profundamente acoplados e interrelacionados, realizando el control automático del proceso de operación principal.
Ø Transplante el concepto maduro de sistema de control DCS, servidor de sistema de control, fuente de alimentación, redundancia múltiple de red;
Ø El potente sistema de control garantiza un seguimiento solar preciso en todo el campo, reduce el desbordamiento de facula y garantiza una distribución uniforme de la energía en la superficie del receptor.
5. Receptor de alta eficiencia y alta seguridad
El receptor de sal fundida, que utiliza sal fundida como medio de trabajo, se enfrenta a condiciones severas como alta temperatura, frecuentes cambios drásticos entre alta y baja temperatura, ambiente corrosivo, etc. Para garantizar la operación segura y eficiente del receptor de sales fundidas, Cosin Solar ha estado optimizando desde muchos aspectos.
*Selección de materiales: tubo de aleación de níquel alto importado, resistente a altas temperaturas, corrosión, estrés térmico, fatiga térmica; Recubrimiento de alta absorción, mejora la tasa de absorción de los recursos solares.
*Diseño de estructura: estructura flexible, tensión térmica, fatiga térmica; Prefabricación de fábrica modular, evita el procesamiento en el sitio, asegura el rendimiento del receptor, mejora la eficiencia de la instalación.
*Sistema de control: asegúrese de que la temperatura de la superficie del receptor sea uniforme, el sistema de control del receptor y el HFCS estén profundamente acoplados, interbloqueen el control y reduzcan el choque térmico.
* Anticongelante y antibloqueo: optimice la estructura interna de la tubería para reducir la ocurrencia de condiciones congeladas y de bloqueo; La energía de la superficie del receptor se puede monitorear en tiempo real y la temperatura de la superficie se puede monitorear en cualquier momento. El sistema automático de control de sal utiliza la energía del campo solar para acelerar el derretimiento y el dragado de la sal en condiciones de congelación y bloqueo.
—— ★ —— ★ —— ★ —— ★ —— Las ventajas integrales del Bloque Solar de Cosin Solar—— ★ —— ★ —— ★ —— ★ ——
✔️ Heliostato inteligente de alta precisión + Sistema de calibración automático eficiente + HFCS altamente integrado que garantiza la precisión de concentración de todo el campo solar en todo el ciclo de vida.
✔️ La concentración de heliostato de alta precisión y el receptor de alta eficiencia brindan una alta eficiencia de todo el bloque solar.
✔️ Sistema de Bloque Solar de alta eficiencia, brindan garantía para la captación térmica y generación de energía de la planta.
La capacidad y desempeño de Cosin Solar en el Bloque Solar obtiene el reconocimiento de la industria, liderando los estándares IEC del sistema de control de campo de helióstatos de la planta CSP, y dos estándares nacionales “Requisitos técnicos del sistema receptor térmico de la planta CSP de torre” y “Especificaciones del heliostatos para planta termosolar de torre”.
03 El confiable sistema de intercambio térmico y almacenamiento de sales fundidas garantiza una generación de energía de alta calidad
Cosin Solar ha estudiado profundamente las características del sistema de sales fundidas, y la tecnología de optimización del paquete de procesos desarrollada de forma independiente del sistema de intercambio y almacenamiento térmico de sales fundidas ha mejorado en gran medida la confiabilidad y disponibilidad de los equipos especiales.
1. El diseño único de la estructura del tanque de almacenamiento de sales fundidas puede mejorar la capacidad y reducir la pérdida de energía térmica al mismo tiempo. El diseño de igualar el flujo en el tanque mejora en gran medida la confiabilidad del cuerpo del tanque.
2. El intercambiador térmico de sales fundidas utiliza el primer esquema de diseño de matriz doble del mundo y, con mucha optimización, mejora en gran medida la disponibilidad del equipo; Al mismo tiempo, también puede realizar un amplio rango y cambio de carga rápido, y realizar un mejor ajuste de carga y velocidad que los tradicionales en energía térmica;
3. El diseño conjunto de la bomba de sal fundida, la tubería y la plataforma de soporte supera los desafíos técnicos, como el diseño de resistencia al desgaste de la bomba de sal fundida en un entorno de alta temperatura y el diseño del sello de la válvula de sal fundida, etc.
04 El equipo central es controlable y confiable para garantizar el funcionamiento estable de la planta
La fiabilidad de los equipos clave es un factor importante que afecta al rendimiento operativo de la planta de CSP. 1. El diseño y la fabricación de los equipos centrales del Bloque Solar son autónomos y controlables Ø El equipo principal, como helióstatos, piezas de soldadura, piezas de chapa y piezas de control electrónico, están equipados con equipos de producción automáticos y herramientas especiales para garantizar la consistencia de la calidad del proceso de producción y fabricación. Línea de montaje automática de helióstatos, control de interacción humano-computadora PLC, alimentación automática de piezas de trabajo, posicionamiento automático, flujo automático entre procesos, detección en línea, evitar la salida de productos no calificados.
2. Optimización de la integración de equipos del sistema de almacenamiento e intercambio de calor de sales fundidas
Ø Cooperamos estrechamente con los fabricantes de equipos, participamos profundamente en el proceso de diseño, fabricación e instalación de equipos, dominamos el rendimiento clave y los puntos de control de los equipos, formamos un proceso completo de control de calidad de equipos de almacenamiento de sales fundidas y sistema de intercambio térmico, y aseguramos la operación fiabilidad de los equipos clave.
3. Se ha verificado la confiabilidad de su equipo central
Ø La mayoría de las aplicaciones en China: planta de CSP de tres torres, la más larga de las cuales ha estado en uso durante casi 10 años
Ø Gran altitud (por encima de los 3.000 metros), frío extremo (tan bajo como -37 ° C) y arena que sopla.
05 Sistema de operación completamente automático para lograr la mejor estrategia de operación.
El núcleo de la optimización de la operación de la planta es maximizar la utilización de los recursos solares bajo la operación segura y estable del receptor.
1. Cuestiones clave
La nube es un factor importante que afecta la recolección de energía térmica y la generación de energía de la planta. Por ejemplo, hay más de 200 días nublados en Delingha al año. ¿Cómo seleccionar la estrategia de operación en el caso de la nube? Operación continua: puede causar una temperatura superficial desigual del receptor, lo que afecta la operación segura. Apagado y drenaje de sal: La opción “más segura” para los operadores, pero desperdicia recursos solares y requiere precalentamiento del receptor y las tuberías para reiniciar después de una nube.
2. La solución:
*Sistema de pronóstico de la nube: a través de la identificación de la nube y el seguimiento del movimiento de la nube, se realiza la función de predicción de DNI dentro de los 30 minutos para ayudar a los operadores a seleccionar la mejor estrategia de operación.
* El sistema de programación de energía de campo de helióstatos: a través de la programación de energía de campo unificada en toda el área, la energía de superficie del receptor se puede distribuir uniformemente en condiciones de nubes, sin cambios drásticos en la temperatura de la superficie, y el campo se apaga y el drenaje de sal puede ser evitarse en la medida de lo posible, para lograr la máxima utilización de los recursos solares.
1）Operación totalmente automática del sistema Solar Block:
Con el fin de mejorar la estabilidad y la seguridad del funcionamiento del sistema, el software de funcionamiento automático desarrollado de forma independiente por Cosin Solar realiza el control automático del sistema Solar Block y el inicio y la parada con un solo clic, lo que reduce la degradación de la eficiencia del sistema y el riesgo causado por el funcionamiento del equipo. por factores humanos.
Ø El sistema meteorológico, el sistema de monitoreo de nubes, el sistema infrarrojo y HFCS están profundamente acoplados, realizando estrategias de operación automática en condiciones complejas como la nube.
Ø Automatización de condiciones anormales: detección automática y solución de problemas de bloqueo del receptor, protección de seguridad contra sobretemperatura, enclavamiento de seguridad de apagado, etc.
2）Sistema de pronóstico de nubes: El primer Sistema de pronóstico de nubes desarrollado en China tiene las funciones de identificación de nubes y seguimiento de movimiento, y realiza la función de predicción de DNI en 30 minutos.
3）La plataforma de simulación del Bloque Solar Simulación de operación
Ø La simulación de equipos clave, como el receptor y el campo de helióstatos, admite la simulación de datos de distribución de temperatura en la superficie del receptor.
Ø Simulación de todo el proceso de precalentamiento, calentamiento, funcionamiento y parada del sistema.
Ø Función de exportación de datos de operación.
Capacitación
Ø Consistente con la plataforma de software real del proyecto para mejorar el efecto del entrenamiento de operación.
Ø Cooperación interactiva entre el maestro y la estación de estudiantes, para lograr la función de evaluación en línea.
Simulación de fallas
Ø Simulación de operación y protección de enclavamiento después de fallas.
Ø Para ayudar a los operadores a formular planes de manejo de fallas para acortar el tiempo de resolución de problemas.
4）Vehículo de limpieza automática de campo de helióstatos.
Es muy importante para la Planta CSP mantener la limpieza del helióstato. El vehículo de limpieza sin conductor totalmente automático de Cosin Solar tiene las funciones de navegación automática, lavado con agua/limpieza en seco, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de limpieza del campo de helióstatos, garantizar la limpieza del espejo y reducir el costo de operación.
*Resumen*
De acuerdo con el rendimiento operativo diferente del mismo tipo de plantas CSP en todo el mundo, las características de las plantas CSP podrían reconocerse como “fáciles de construir y difíciles de lograr la producción”. Para una planta de CSP con una inversión de miles de millones de RMB, si puede alcanzar la generación de energía diseñada a tiempo es la premisa que determina si el propietario del proyecto puede obtener la ganancia esperada. Por lo tanto, al seleccionar las fuentes de tecnología clave y el equipo central de las plantas de CSP, el rendimiento operativo del rendimiento anterior también debe ser el factor principal que considere el propietario. La historia detrás de la operación exitosa de la planta CSP de torre de sales fundidas de 50 MW de SUPCON SOLAR Delingha es la investigación y el desarrollo dedicados durante muchos años y la práctica de ingeniería de Cosin Solar en el campo de la CSP de torre, que es nuestra inversión y acumulación a largo plazo en la optimización del diseño. rendimiento del sistema, confiabilidad del equipo, estrategia de operación y otros aspectos. Demuestra plenamente la naturaleza avanzada, madura y fiable de nuestra tecnología CSP de torre independiente de investigación y desarrollo.Proyecto CSP de torre SUPCON Delingha de 50 MW: SUPCON SOLAR Planta de CSP de torre de sales fundidas de 50 MW de Delingha, uno de los proyectos de demostración de CSP de China. La central tiene una capacidad instalada de 50MW con un sistema de almacenamiento en sales fundidas de 7 horas. El campo solar consta de 27135 conjuntos de helióstatos de 20㎡ y está diseñado para generar 146 GWh de electricidad al año, y puede ahorrar 46 000 toneladas de carbón estándar y reducir las emisiones de CO2 de 121 000 toneladas, lo que brinda enormes beneficios a la economía y la sociedad. La planta está diseñada y construida sobre la base de las tecnologías totalmente patentadas de Cosin Solar, y más del 95 % de los equipos son de origen nacional. La planta pasó la evaluación técnica completa de Fichtner, una empresa de consultoría de ingeniería independiente alemana con el comentario de “El diseño de la planta corresponde al diseño de vanguardia conocido por Fichtner”.