北京西北75公里,延慶縣八達嶺長城腳下。站在長城上向南遠眺,一個白色柱狀的“大家伙”聳立在藍天之下;一側,上百片碩大的玻璃面板,把太陽光反射到它上面。這個不久前建成的大家伙就是我國、也是亞洲首個太陽能熱發電站的吸熱塔。其建造者之一、中科院電工所研究員王志峰不敢相信:4年前這兒還是一片雜草叢生的荒地,如今居然成了長城一景。
蛻變背后,是以中科院電工所為首的863項目團隊以及13家項目建設單位,為建造實驗電站上千個日夜的鉆研和努力。
最初做的鏡子
遇到風就像野鴨子亂拍翅膀
2006年前,我國在太陽能熱發電技術方面還是一片空白,建設太陽能熱發電電站更無先例可循。
王志峰說,由于沒有任何經驗借鑒,無論安裝、調試還是其它工作,都會有很多意想不到的困難。
電站建設,很重要的一部分是做出高精度、低耗能的定日鏡,讓這些“向日葵”能聚集起足夠的太陽光,把光熱轉化為電能。
“電站工作時,光束中心溫度能達到1600多攝氏度,稍有誤差,不僅不能收集熱能,吸熱塔也將被燒掉。”王志峰說。
之前我國從來沒做過商業化的定日鏡。科研人員在10余年科研積累的基礎上,反復試驗,研制出不同面積和結構的8種定日鏡;經過4代更新,終于做出了精度高、重量輕、電耗低、安裝快的定日鏡。
“我們剛開始做出來的鏡子,就像野鴨子,一遇風就亂拍‘翅膀’;現在八達嶺即使有六七級的大風,偏轉也不超過0.2度,誤差縮小到了頭發絲粗細。
解決了安裝難的問題,現在100平方米的鏡子,兩個員工最多兩天就能安裝好了。”皇明公司技術研發中心副部長于家伍說。
因為難度大、工期緊
取消了所有節假日
王志峰說,以后太陽能熱能發電要推廣,主要站址還是在西北地區,因此實驗站必須建在與西北氣候接近的地方。“這也是電工所嚴陸光院士在項目開始時一再囑咐我們的。”王志峰強調。
西北長城,正值燕山風口之上,冬季可低至零下20多攝氏度,北京低溫極值就產生于此。
大風、溫差大、冬季極寒,使這里有著近似西北的氣候。就在記者采訪幾天前,一場50多年一遇的大雪突降延慶,電站鏡場內的積雪最高達2.2米。
“剛來時這里沒有廁所,沒有電視,只能住在簡易房里,天黑后呼嘯的風聲令人不寒而栗。吃的就更別提了,連個買菜的地方都沒有,一般人都呆不住啊。”一位老員工回憶說。
比簡陋生活條件更需克服的,還有惡劣的天氣。
今年3月,氣溫零下15攝氏度,大風使鋼塔頂端擺動近半米。
就在此時,65米的高塔上汽包漏水,而只有爬上塔頂逐一檢查零件才能排查出問題。在大風和極寒下進行高空作業,年輕小伙子都望而生畏。年近半百的電站負責人馬廣成沒有猶豫。他爬上塔頂排查每一個閥門,經過3天的緊張工作,終于排除了故障。馬廣成仍不放心,站在高處盯著,直到王志峰催促多次才肯下來。
“有太陽的天就是工作日,取消所有的節假日。”為趕工期,王志峰和大家這樣約定。
因為難度大、工期緊,從施工人員、技術人員到科研人員,從20多歲的小伙子到60多歲的老同志,從2009年正式開工到今年發電成功,幾乎沒有放過假。
實驗成功,電站一片沸騰
晚上大家都喝醉了
8月9日13點18分,電站負載合閘,綠色的電流將負載瞬時加熱。
發電電壓10.5千伏,頻率50赫茲!
這標志著:我國第一次用太陽能產生的蒸汽驅動汽輪發電機發電運行了!
“當實現實驗成果的一瞬間,電站一片沸騰,晚上大家都高興得喝醉了。”王志峰說。
電站持續、穩定的運行,標志著我國建成了一個具有完全自主知識產權的太陽能熱能電站,太陽能熱發電技術步入世界先進行列。
6年披荊斬棘,科研項目團隊交出了一份亮麗的成績單:從材料到系統集成,項目貫穿了太陽能熱發電完整的技術鏈;單臺吸熱器直接產生過熱蒸汽技術(DSSG)居于世界領先位置;編制了太陽能熱發電第一部國家標準;近5年來我國在太陽能熱發電方面的SCI文章總數躍居世界第二,此前幾乎為零……
“雖然我們完成了項目,建成了試驗電站,初步掌握了電站集成技術,但依然任重道遠。”王志峰說,太陽能熱發電的持久性、穩定性還有待進一步觀察、研究,成熟之后才能逐步推廣。