按照國家能源局2015年發(fā)布的《關(guān)于組織太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)的通知》要求，首批光熱示范項(xiàng)目應(yīng)達(dá)到商業(yè)應(yīng)用規(guī)模，單機(jī)容量不低于50MW。因此，目前正在推進(jìn)的中國首批光熱示范項(xiàng)目多為50MW和100MW。
光熱電站的最佳裝機(jī)規(guī)模應(yīng)如何設(shè)定不僅僅是技術(shù)層面的問題，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)層面需要斟酌的問題。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，光熱發(fā)電的優(yōu)勢之一即規(guī)模化，其裝機(jī)規(guī)模越大越好，這樣可以盡可能地實(shí)現(xiàn)其規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在大批量采購相關(guān)組件帶來的采購成本削減和整體電站效率提升兩個(gè)方面，這將可以降低光熱發(fā)電的LCOE。
但是，裝機(jī)規(guī)模也絕非越大越好，裝機(jī)規(guī)模增加也將帶來一些技術(shù)上的難題。
對于塔式光熱電站，裝機(jī)規(guī)模越大，定日鏡到塔式吸熱器的距離將隨之增加，聚焦難度增大，由于空氣中的灰塵等因素影響，將導(dǎo)致更多的光衍射損失。對于槽式電站，更大的光場系統(tǒng)意味著傳熱介質(zhì)的流動距離更長，也將衍生更多的熱量損失。這些技術(shù)上難以避免的問題限制了光熱電站的裝機(jī)規(guī)模的無限擴(kuò)大。
另外，更大規(guī)模裝機(jī)的光熱電站將帶來更大的投資風(fēng)險(xiǎn)，如若電站建設(shè)或運(yùn)營出現(xiàn)問題，對投資方帶來的損失巨大。
當(dāng)前，全球單機(jī)規(guī)模最大的槽式光熱電站是2016年2月份正式投運(yùn)的摩洛哥裝機(jī)160MW的NoorI槽式電站，不過這項(xiàng)記錄很快將由與NoorI同位于Noor太陽能發(fā)電綜合園區(qū)的裝機(jī)200MW的NoorII槽式光熱電站刷新。
當(dāng)前已投運(yùn)的最大裝機(jī)的塔式電站是美國裝機(jī)392MW的Ivanpah塔式電站，其實(shí)際上分別由3個(gè)塔式電站構(gòu)成，裝機(jī)分別為126MW、133MW、133MW，最大的單塔裝機(jī)為133MW。但該項(xiàng)記錄也將由與NoorI、NoorII同位于Noor太陽能發(fā)電綜合園區(qū)的裝機(jī)150MW的NoorIII塔式光熱電站刷新，該項(xiàng)目目前已進(jìn)入整體調(diào)試階段，預(yù)計(jì)于今年10月份正式并網(wǎng)發(fā)電。
當(dāng)然，裝機(jī)過小的缺點(diǎn)更多，如由于蒸汽輪機(jī)的容量限制，較大功率的蒸汽輪機(jī)的均化成本更低，如對于5MW以下的蒸汽輪機(jī)，均化成本不但高漲，且效率更低，且少有廠商生產(chǎn)。無論是從LCOE還是技術(shù)等角度考慮，對光熱電站來說，裝機(jī)過小都非好的選擇，也絕非光熱發(fā)電的應(yīng)用發(fā)展方向。
▲ 裝機(jī)規(guī)模對一個(gè)槽式電站的成本影響
上表顯示，一個(gè)裝機(jī)200MW的槽式光熱電站，相對于一個(gè)裝機(jī)50MW的槽式光熱電站，其均化成本可降低將近25%，成本下降效益顯著。
最理想的光熱電站的裝機(jī)規(guī)模大小需要在擴(kuò)大規(guī)模的最大收益點(diǎn)和缺點(diǎn)最小化之間找到平衡點(diǎn)。
根據(jù)美國DOE早前發(fā)布的一份成本仿真分析結(jié)果顯示，槽式電站最大的理想裝機(jī)規(guī)模為220MW，相對110MW的參照槽式電站模型來看，其LCOE可下降6%~8%；而塔式電站最大的理想裝機(jī)規(guī)模為250MW，相對于100MW的塔式電站參照模型來看，其LCOE可下降20%。這是一個(gè)臨界點(diǎn)，如果繼續(xù)增加裝機(jī)規(guī)模，其LCOE不降反升。
