海南三亞南山海濱，一座占地95畝的“太陽(yáng)能小城”，輪廓日漸清晰——2000多朵發(fā)電“向日葵”競(jìng)相追逐著太陽(yáng)，“手拉手”組成一座1兆瓦的太陽(yáng)能光熱示范電廠，年底即將正式發(fā)電。

從上海世博會(huì)中國(guó)館走出的發(fā)電“向日葵”，每朵由300塊邊長(zhǎng)10厘米的正方形鏡片拼成一個(gè)碟子。發(fā)明人、益科博能源科技(上海)有限公司董事長(zhǎng)項(xiàng)曉東博士，為碟子和每塊鏡片分別編排了不同的“行走路線”，讓它們努力追著太陽(yáng)而動(dòng)，捕捉盡可能多的陽(yáng)光;當(dāng)陽(yáng)光被反射到鏡面上方的集熱器，光旋即轉(zhuǎn)換成熱;再通過類似傳統(tǒng)電廠的熱電轉(zhuǎn)換，便產(chǎn)出了電。發(fā)電“向日葵”之所以引人注目，是因?yàn)樗院艿偷某杀緦?shí)現(xiàn)了全球最高的太陽(yáng)能利用率。

建示范電廠，益科博又創(chuàng)了紀(jì)錄：常規(guī)電廠從設(shè)計(jì)到發(fā)電，通常得花兩三年;太陽(yáng)能光熱電廠國(guó)內(nèi)從沒建過，連標(biāo)準(zhǔn)都還沒有，“托世博的?！?，它一年就建成了。

從30朵到2000多朵

為了驗(yàn)證“向日葵”的光熱轉(zhuǎn)換率，兩年前，益科博在張江集電港的空地上，建起了一套由30朵“向日葵”組成的太陽(yáng)能光熱發(fā)電子系統(tǒng)。去年11月，三亞的示范電廠正式開工，系統(tǒng)規(guī)模從30朵放大到2000多朵，此時(shí)設(shè)計(jì)和施工人員發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)集成可不是簡(jiǎn)單的“1+1”。

在太陽(yáng)的照射下，系統(tǒng)工作時(shí)的溫度接近400℃，倘若用水來(lái)充當(dāng)傳熱介質(zhì)，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將高達(dá)300個(gè)大氣壓，這對(duì)零部件提出了極高的耐壓要求。國(guó)際常用的辦法是用一種合成油代替水來(lái)傳熱，臨近400℃時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)壓力不到10個(gè)大氣壓。

用油傳熱雖然卸下了系統(tǒng)的抗壓負(fù)擔(dān)，卻給控溫技術(shù)提出了極其嚴(yán)苛的要求——溫度低了，汽輪機(jī)無(wú)法正常工作;高了，導(dǎo)熱油就會(huì)炭化，2000多個(gè)“向日葵”上的集熱器就要報(bào)廢。為此，國(guó)外光熱電廠的集熱管上密布著無(wú)數(shù)溫度計(jì)，時(shí)刻監(jiān)控油溫。只是，一旦油溫過熱再作調(diào)節(jié)，可能為時(shí)已晚。益科博琢磨著，測(cè)油溫不如測(cè)太陽(yáng)，根據(jù)陽(yáng)光輸入的實(shí)時(shí)能量，調(diào)節(jié)集熱管中流動(dòng)的油量，就能主動(dòng)掌控溫度。

龐大的系統(tǒng)中，任何一個(gè)細(xì)節(jié)問題都可能造成整體卡殼。為了爭(zhēng)取時(shí)間，益科博本想與相關(guān)的系統(tǒng)集成商合作。一圈打探下來(lái)，光熱太陽(yáng)能電廠國(guó)內(nèi)沒人會(huì)做，國(guó)際上也只有一兩家公司能做。想買現(xiàn)成技術(shù)，價(jià)格太貴不說(shuō)，而且要買，必須買下整座電廠。項(xiàng)曉東明白，買來(lái)的不過是只黑盒子，自己永遠(yuǎn)都不會(huì)知道怎么做。

“不得已，現(xiàn)實(shí)逼著我們自己做?！表?xiàng)曉東說(shuō)，建示范電廠走了不少?gòu)澛?，但都是?chuàng)新路上必須支付的“學(xué)費(fèi)”。

收獲了許多意外驚喜

自己做示范電廠雖難，卻收獲了許多意外驚喜。

理論上說(shuō)，“向日葵”矩陣輸送給汽輪機(jī)的溫度越高，發(fā)電效率越高?？呻S之而來(lái)的問題是，溫度越高，散熱越多，傳輸中的熱損失越大，最終的熱電轉(zhuǎn)換率越低。

減少熱損失，唯一的辦法是降溫?？赏苿?dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電的，必須是355℃的過熱干蒸汽。難道每朵“向日葵”都得把導(dǎo)熱油燒得那么燙嗎?仔細(xì)思量，益科博發(fā)現(xiàn)，從220℃的飽和濕蒸汽加熱到355℃的過熱干蒸汽，只需多吸收約10%的熱量。這意味著，90%的“向日葵”只需保持能產(chǎn)生220℃飽和濕蒸汽的相對(duì)低溫，沖刺355℃的重任交給剩下的10%即可。

降溫猶如多米諾骨牌的第一張，推倒了它，便有連鎖效應(yīng)：調(diào)低溫度，系統(tǒng)內(nèi)的壓力一下子小了，導(dǎo)熱油流動(dòng)的阻力隨之減小，油泵亦可松點(diǎn)勁，能耗由此下降不少。

項(xiàng)曉東說(shuō)，能如此一舉多得，是因?yàn)椤跋蛉湛钡哪K化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的妙處是他們之前沒想到的。國(guó)際上已有的太陽(yáng)能熱電廠，無(wú)論是槽式、碟式，還是塔式，都是“鐵板一塊”;唯有益科博的設(shè)計(jì)是模塊化的，一朵“向日葵”即是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，可相互組合、任意拆分，更能分別控制，這讓不同子系統(tǒng)間的能量匹配靈活、精確。

得益于能量、熱量的合理分配，盡管單朵“向日葵”的光熱轉(zhuǎn)換率在最高溫度下只有約50%，整個(gè)系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換率卻高達(dá)75%;同時(shí)，由于50兆瓦以上功率的汽輪機(jī)的熱電轉(zhuǎn)換率可達(dá)40%，因此，示范電廠光電轉(zhuǎn)換率達(dá)到30%——這是目前世界上太陽(yáng)能利用的最高效率。

發(fā)電成本控制在1元/千瓦時(shí)

除導(dǎo)熱油外，整座示范電廠都是“中國(guó)創(chuàng)造”。明年，一座專門組裝發(fā)電“向日葵”的標(biāo)桿工廠將在張江東區(qū)投產(chǎn)。眼下，即將投入運(yùn)行的示范電廠已經(jīng)獲得了上網(wǎng)許可，預(yù)計(jì)年發(fā)電量為150萬(wàn)千瓦時(shí)。此前，業(yè)界普遍認(rèn)為太陽(yáng)能光熱發(fā)電的電價(jià)約為1.8元/千瓦時(shí)，但據(jù)益科博測(cè)算，示范電廠的發(fā)電成本已接近目前1元/千瓦時(shí)的光伏電價(jià)，未來(lái)還有下降的空間。

近來(lái)，陸續(xù)有能源企業(yè)愿與益科博合作建設(shè)國(guó)內(nèi)首座太陽(yáng)能光熱商業(yè)電廠，目前他們正在海南、內(nèi)蒙古等太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)積極考察。在“向日葵”示范電廠二期，益科博將引入相變儲(chǔ)熱技術(shù)，使白天采集的陽(yáng)光在夜晚也能發(fā)電;在同一片“向日葵”地里，還將見縫插針豎起一臺(tái)臺(tái)風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)，保持并網(wǎng)電流的穩(wěn)定。此外，利用發(fā)電余熱帶動(dòng)空調(diào)制冷、進(jìn)行海水淡化等項(xiàng)目也都在計(jì)劃之中。