中国方案为摩洛哥绿色可持续发展“充电”

本文转自：科技日报

◎本报记者 刘园园

今年10月20日，共建“一带一路”重要项目、中国企业首次在海外承建的百兆瓦级光热工程——摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站投产运营整整5周年。

这座光热电站位于摩洛哥东南部瓦尔扎扎特市努奥太阳能发电园区。项目投运以来，每年可为摩洛哥电网输送约5.3亿千瓦时的清洁电力，每年能减少二氧化碳排放23万吨，为摩洛哥绿色可持续发展和生态环境保护提供有力支撑。

“摩洛哥当地缺乏煤炭、天然气等能源资源。它的大部分区域都是沙漠，所以拥有较好的光资源。如果我们利用太阳能光伏或者光热来生产清洁的电，可以让摩洛哥摆脱长期电力匮乏的局面。”谈及项目建设背景，曾担任摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站项目设计总工程师的樊涛表示。

于是，摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站应运而生。中国能建集团所属中国电力工程顾问集团有限公司西北研究院负责该项目的土建设计、发电单元及全厂辅助系统的设计工作。2015年5月，摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站正式开工建设。

这座光热电站属于大容量塔式熔盐光热电站。它看起来颇具科幻感：位于光热电站中央的吸热塔，像灯塔一样高高矗立；吸热塔四周的地面上，环绕分布着数千面定日镜，它们会把太阳光反射到吸热塔的顶端。

据介绍，摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站的镜场面积约为132万平方米，吸热塔高度为243米。工程共采用7400面定日镜，每个定日镜由54个反射镜面模块组成，每个定日镜面积为178平方米。

在吸热塔的下方，安装着两个熔盐罐，一个冷盐罐，一个热盐罐，其中的熔盐能够在290—565摄氏度之间保持流动状态，它们是这座光热电站将太阳能转化为电能不可或缺的关键环节。

其中，冷盐罐当中放置着温度为290摄氏度的熔盐，当定日镜将光反射到吸热塔上，冷盐罐中的熔盐会被输送到吸热塔上的集热器中。熔盐吸收热量并逐步升温，当温度接近565摄氏度时，熔盐泵就会把它们抽到热盐罐里储存。在准备发电时，热盐罐里的熔盐会被输送到蒸汽发生器中，对水进行加热。水吸收热量产生了蒸汽，推动汽轮机组运行，从而产生电能。熔盐自身温度下降后，再次被输送回冷盐罐，如此循环往复。

在2015年开展设计之前，国内设计院均没有大容量塔式熔盐光热电站的设计经验，国内外也无塔式光热电站的相关标准及规范。设计团队在抗风、抗震等多个方面遭遇到前所未有的挑战。

“我们首先面对的就是抗风的问题。”时任摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站项目土建主任工程师李红星介绍，项目所在地的风速是63米每秒，超过我国绝大部分地区的基本风速。而吸热塔又高又细，高度和直径比达到11左右。

为解决这一难题，项目设计建造团队通过开展调研分析、风洞试验和仿真计算，创造性地在吸热塔内顶部设置电涡流调谐减震器，以确保吸热塔在风荷载作用下安全可靠运行。

通过克服重重困难，摩洛哥努奥三期150兆瓦光热电站创造了多项世界之最：全世界首个采用电涡流调频质量减震器的吸热塔、采用全世界反射面积最大的双液压控制定日镜、全世界首次采用预应力混凝土结构设计定日镜基础。

记者了解到，在为超过100万户摩洛哥家庭提供清洁能源的同时，该项目还可将富余电能输送欧洲。