“新能源”离我们有多远？

什么是“新能源”？
只有原子能的利用是上世纪人类新的发现，是“新”的能源，而太阳能、风能人类早就有利用，例如古希腊的镜子聚焦点燃奥林匹克圣火，例如帆船利用风能航海，风车利用的风能作磨坊等等，只有在工业时代开始后，能源逐渐向矿物化石开采-燃烧，取得发电动力与发动机动力的能源，而原子能也要经过矿石开采提炼。但是，燃烧会产生空气污染，矿石开采总有枯竭，因此，在当前一般习惯将非矿物化石开采-燃烧获得的能源都称为了“新能源”。

好吧，就按上述习惯叫的“新能源”离我们工控有多远？新能源如何真正进入人类生活呢？

1，效能转换比。
太阳能场也好，风场也好，都要占用土地--地球表面的土地资源其实比矿石燃料更容易耗尽！因为地球表面是2维的，且能做太阳能场与风场的土地资源是有限的，而矿石开采是三维向纵深发展的，所以盲目发展低转换效能的“新能源”是在浪费资源，是对后人的犯罪，因此，先进技术的高效能转换比的新能源，才是真正要值得去发展的，而“先进技术的高效能转换比”就与工控与智能化有很大相关性。比如太阳能跟踪提高效能、风能效能最大化等技术，都与工控智能化直接相关。

2，低成本。
新能源发电成本必须接近于目前的矿石燃烧能源发电成本，甚至因矿石能源的污染治理成本，新能源应该比其更低的发电成本，而不是靠补贴，才能真正发展并进入人类的生活，补贴是双面剑，表面上看是在推动，实际上如果没有甄别，让低效高成本的无前途技术占用了新能源发展资源与热情，是在坑害新能源的发展。怎么样才能低成本？在先进技术的前提下，大量使用本地化生产产品而不是昂贵的进口产品，生产规模化高效率，使用规模化高效率，优质品质低维修率，本地化服务与本地化备件更换，等等。而上述要求，给中国制造业、中国工控行业带来了很大的发展空间。

3，社会的认识与政府的政策。
社会上并不是什么新能源都是好，什么样的新能源一样在耗尽地球资源？比如说适合的土地资源？什么样的新能源是低效高成本的不应该盲目靠补贴去发展？并不是举一个“新能源”大旗就以为是在为世界作贡献了，而跑到国外去吹大牛，政府政策以什么样的方式推动鼓励真正具有先进技术的可发展的新能源？这其中就要我们有发展自主的技术，掌握核心，这才是我们发展新能源必须去思考的问题，这其中也有我们工控行业如何掌握自主技术并发展的问题。

4，举例来说，目前最接近于商业应用的新能源是塔式太阳能聚焦光热发电技术，在美国、欧洲、南非这几年发展的很迅猛，据设计发电成本已经接近于7美分/度，这已经是商业可接受的电价了，其发电转换效能超过20%，而且发出的电就是交流电，很容易 并网，其工作原理就是数千面反射镜面同步跟踪太阳，将太阳光反射到同一个面上而产生400-500度的高温，通过热交换推动蒸汽发电机组--这与矿石燃烧发电非常接近了，但是不产生燃烧气体的排放。其中，数千面反射镜同步跟踪太阳，这就是工控的活了，而每一面反射镜面的角度反馈（供同步跟踪计算反射角）就需要2个编码器，上海精浦机电的GI58N编码器就已经向美国、南非的塔式太阳能场已提供了数千套，而明年预计提供近2万套这样的编码器，你们看，不是新能源离我们多远，而是中国制造中国工控完全应主动参与到新能源的发展利用中去，或者已经进入到其中。

塔式太阳能光热发电站，镜面跟踪聚焦。

美国加州塔式太阳能发电场
数千上万面镜子反射太阳光集中到塔上，光热发电


太阳能跟踪反射回转装置



反射镜

上面有回转角与翻转角反馈2个编码器--上海精浦制造

西班牙塔式太阳能发电场



美国中部沙漠太阳能光伏平板轨迹跟踪发电场

南非、北非都在建设塔式太阳能光热发电场，南非在建项目已经选用了上海精浦编码器，现已出口数千套编码器。

南非Khi塔式电站多项技术创新揭秘
内容摘要：南非KhiSolarOne塔式光热电站的建设开启了南非的光热发电规模化发展之门。

     南非KhiSolarOne塔式光热电站的建设开启了南非的光热发电规模化发展之门。

　　这是南非可再生能源独立电力生产商计划(REIPPP)首期两大光热电站项目中的一个，在南非北开普敦省的阿平顿的不毛之地上，KhiSolarOne电站的主体工程之一已经拔地而起。8月底，该电站完成了集热塔的建设工作。

　　这个50MW的塔式电站由Abengoa（51%）和南非工业发展公司IDC（29%）、Khi社区信托（20%）共同投资建设，Abengoa旗下的Abener公司和Teyma公司为该项目EPC商。

Abengoa此前分别于2007年和2009年在西班牙建成了PS10和PS20两个塔式电站，KhiSolarOne电站则属于Abengoa开发的第三个商业化塔式电站，也是其开发的装机容量最大的、技术水准最高的一座塔式电站。

　　Abengoa一内部人士表示，KhiSolarOne电站是Abengoa在西班牙境外开发的首个塔式电站，该电站的规模更大，集热塔更高，镜场更大，并将有多项技术创新得以在其中应用。开发这样一个电站对Abengoa来说面临的最大挑战是在不同于西班牙的运行环境下，找到完美的整体解决方案。Abengoa自2008年就已经开始着手这种光热电站的设计研发。基于这种努力，我们可以预知这一电站建设的详细流程，KhiSolarOne最终的设计方案即基于此前的开发方案。

　　该电站最显著的特征之一可能是，其依然采用水工质的技术方案，与业内公认的熔盐传热储热的塔式技术发展趋势相悖。阿本戈公司中国区副总经理卢智恒此前就此问题对CSPPLAZA记者表示，如果集热器采用水工质，采用饱和水蒸气储热的解决方案更为合理一些，采用熔盐储热需要考虑水蒸气与熔盐的换热效率和水蒸气的温度控制问题，实际操作起来较为麻烦。未来如果采用熔盐作工质的话，也会考虑采用熔盐传热储热的解决方案。

　　KhiSolarOne总的镜场面积将达576800平方米，KhiSolarOne塔式电站设计有3个腔式吸热器，对应三个分光场系统，总计采用4120套定日镜系统，单套定日镜采光面积140平方米。东边的镜场聚焦于一个腔式吸热器，其上安装有饱和蒸汽发生器。西部的镜场聚焦于一个腔式吸热器，其上安装一个过热器。控制系统可调节部分处于特殊位置的定日镜系统使其根据需要聚焦于不同的吸热器，以优化电力生产。KhiSolarOne的储热采用饱和水蒸气储热，与PS10和PS20类似，在数个储热罐中安装19个蒸汽存储器，可提供2~3个小时的夜间发电。

　　预计该电站的运行温度可达530摄氏度，更高的运行温度意味着更高的效率，与PS20相比，其系统循环效率提升约30%。据NREL的资料，PS10和PS20的集热器出口温度仅在250摄氏度~300摄氏度之间。

　　该电站将采用SPX公司供应的空冷系统，这使其在节水方面优势明显。这是世界上首个应用于太阳能热发电站的大规模自然通风冷凝塔，与常用的采用巨型风机冷却的方式不一，这种冷却方式无需采用风机，大大降低了空冷对厂用电的消耗。其采用在空冷塔内部分布鳍形散热叶片，利用空气自然对流的方式冷却。这种空冷技术属于直接空冷的一种，其与间接空冷相比拥有较高的效率和较低的成本。

　　Abengoa表示，经概算表明，KhiSolarOne采用的空冷技术将比水冷节约80%左右的耗水量。KhiSolarOne项目年耗水量预计达20万~30万立方米，其中52%的耗水量将被用于镜面清洁，47%用于电站运行，1%用于日常生活用水。

　　总体来看，在系统设计上，该电站的主要特征在于集热塔采用创新型的三个腔式吸热器的设计，配置饱和水蒸气储热和新型空冷系统。

　　另外，在定日镜的设计方面，其采用了一种创新型的反射镜，拥有96%以上的超高反射率。该反射镜采用的是Rioglass南非工厂生产的超薄微弧平面反射镜，这种反射镜的厚度仅2毫米，并采用微弧工艺，有效提高了反射率和聚光效果。

　　欧洲太阳能热发电协会ESTELA主席LuisCrespo认为，Abengoa在南非开发的这座光热电站是西班牙光热发电开发商在本土市场趋冷的当下实施海外市场项目开发能力的最好证明。