Shams 1 –全球CSP项目的技术基准

Shams 1集中式太阳能发电（CSP）项目的装机容量为100 MW，是世界上最大的太阳能发电项目之一。但是，除了规模之外，还有其他几个方面使该电力项目独树一帜，并成为太阳能热发电领域的技术基准。

Shams 1项目的管理人员将电厂视为全球CSP项目大规模开发学习曲线中的关键里程碑。在与工程师互动时，人们意识到该项目旨在作为在最苛刻的环境条件下测试太阳能热发电技术的演示。

Shams 1项目每天面临的三个主要挑战是高速风，沙子和水的短缺。项目工程师在最近的一次实地访问中向我解释了他们如何克服所有这些挑战，提供了被证明是全球所有CSP项目的重要课程的解决方案。

Shams 1项目周围的边界墙

高速风可能对反射器的安装结构的完整性构成重大威胁。在太阳能光伏发电项目中，这也是项目开发人员必须处理的问题，尤其是在使用薄膜太阳能电池板的情况下。公用事业规模项目周围的风速要高得多，因为它们通常位于偏远地区，没有自然或人为的特征来对抗风速。

Shams 1项目现场被一堵7米高的墙包围，以防止高速风进入并远离抛物线槽反射器及其安装结构。

Shams 1项目中使用的机器人清洁器

随风飘入的沙粒沉积在反射镜上会对其光学效率和反射率产生不利影响。反过来，这将减少入射在吸收管上的太阳辐射，并且传热流体（在这种情况下为油）不会加热到最佳水平，从而无法在蒸汽轮机中产生所需的电能。

为了克服这个问题，项目工程师使用机器人清洁器。优化清洁过程，以在有效的工厂运营和维护成本之间保持平衡。

Shams 1项目的风冷冷凝器下方的视图

在任何CSP项目中，水都是发电周期的重要组成部分。水的主要消耗发生在将蒸汽再循环成水以在热交换器中再利用的过程中。根据工厂工程师的说法，世界上所有其他CSP项目都使用水基冷凝器来再循环从涡轮机流出的低压蒸汽。但是，Shamms 1使用风冷冷凝器来克服缺水的挑战。风冷冷凝器每年可帮助该厂节省200万加仑的水。但是，它们的成本也更高。

来自多个国家的代表每年都会访问Shams 1项目，以学习为克服一些基本但始终存在的挑战而实施的创新解决方案。来自邻近海湾国家的许多代表参观了该项目，现在正寻求在国内开发类似的项目。

在Shams 1实施的一些解决方案已经在其他项目现场进行了复制。SolarReserve和沙特阿拉伯的国际水电项目公司（ACWA Power）最近获得了在南非开发100 MW CSP项目的竞标。该项目将具有12小时的存储容量，并将配备一个风冷冷凝器，以最大程度地减少用水量。

Shams 1项目的传热流体（HTF）增压加热器

在考虑Shams 1项目时，用于公用事业规模电力项目的存储解决方案尚未商业化。因此，为了确保平稳高效的运营，项目开发商决定将CSP与天然气发电进行混合。在阴天，使用天然气（从卡塔尔进口）将传热流体（HTF）过热到比通过太阳能加热更高的温度。然后，该过热器HTF在热交换器中产生高温高压的蒸汽，进而增加了发电量。

该项目工程师表示，在石油资源丰富的国家，混合CSP项目在经济方面要比增加存储强大得多，因此暗示尽管存储解决方案已经商业化，但该项目可能不会将它们合并。

就资本投资和平均发电成本而言，该项目被认为是世界上最昂贵的CSP项目之一（尽管尚未披露购电协议的条款）。但是事实仍然是，Shams 1项目是中东地区的第一个，也是目前最大的CSP项目。严酷的气候条件并没有阻止项目开发商建立这个项目，该项目成功地结合了开创性的创新，如今这些创新正在世界各地的类似项目中复制。