中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：Palen太陽(yáng)能控股公司（PSH）是BrightSource與Abengoa太陽(yáng)能共同組建的一個(gè)聯(lián)合體，負(fù)責(zé)開發(fā)建設(shè)500MW的Palen塔式光熱電站。Palen電站此前因環(huán)境問題一度遭遇加州能源委員會(huì)的核準(zhǔn)推遲，至今該項(xiàng)目依然未能獲得最終核準(zhǔn)以啟動(dòng)后續(xù)工作。
該項(xiàng)目遭遇核準(zhǔn)問題的主要障礙之一是塔式電站的強(qiáng)光強(qiáng)能量可能對(duì)鳥類的生存造成威脅、以及塔式電站產(chǎn)生的眩光問題對(duì)航空造成的負(fù)面影響的論調(diào)。
實(shí)際上，塔式電站成千上萬(wàn)面定日鏡反射的強(qiáng)光和高聚集能量將殺死飛過該電站的鳥類等生物，這似乎已成為了美國(guó)開發(fā)塔式電站面臨的一大問題。該問題在今年2月份新投運(yùn)的392MW的全球最大裝機(jī)的塔式電站Ivanpah項(xiàng)目上得到了實(shí)際體現(xiàn)，并由此引發(fā)了輿論層面的廣泛抨擊，有相關(guān)言論稱Ivanpah電站至今為止已經(jīng)殺死了28000只飛鳥，對(duì)生態(tài)環(huán)境問題造成了諸多不利影響。
但I(xiàn)vanpah電站的項(xiàng)目方對(duì)此并不能認(rèn)同，他們認(rèn)為該項(xiàng)目是可能造成鳥類死亡，但通過一系列的措施，可以盡最大可能地避免此類事件的發(fā)生，他們稱目前已經(jīng)解決了這一問題，主要通過一種新的控制定日鏡的算法即可以實(shí)現(xiàn)。
Ivanpah項(xiàng)目方對(duì)上述數(shù)字不能茍同，他們表示，“在該電站運(yùn)行的前六個(gè)月內(nèi)，在Ivanpah電站3500平方英畝的場(chǎng)地上，實(shí)際上只有321只鳥或蝙蝠死掉，其中有133只因飛離集熱塔的距離過近而被烤焦羽毛，被殺死的鳥大多數(shù)是小型鳥類，主要是各種蜂鳥和麻雀?！?
采用人造的鳥類驅(qū)趕裝置，Ivanpah項(xiàng)目目前正在進(jìn)一步降低由此帶來的鳥類死亡數(shù)量。事實(shí)上，驅(qū)鳥技術(shù)在航空工業(yè)上已經(jīng)有諸多成熟應(yīng)用，有很多種方案可以使各種鳥類不靠近某一特定區(qū)域，航空領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒以用于塔式電站的驅(qū)鳥事宜。
閃光和眩光問題
加州能源委員會(huì)對(duì)Palen電站的最近一次聽證會(huì)在今年的8月初舉辦，他們對(duì)該項(xiàng)目的相似者Ivanpah電站進(jìn)行了考察和相關(guān)的證據(jù)搜集，來衡量Palen電站是否將會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成較大影響。
塔式電站采用大規(guī)模的定日鏡反射陽(yáng)光來收集熱量，這些反射鏡發(fā)出耀眼的眩光，客觀上來看確實(shí)是一個(gè)需要注意的問題。392MW的Ivanpah電站已經(jīng)運(yùn)行了六個(gè)月之久，可以被用作一個(gè)參考電站來驗(yàn)證考量Palen電站的環(huán)境可行性，Palen電站從裝機(jī)上要比Ivanpah高出20%還多，其單機(jī)裝機(jī)規(guī)模將擴(kuò)大到250MW，設(shè)置兩個(gè)單獨(dú)電站，這比Ivanpah電站的三獨(dú)立機(jī)組設(shè)置要少一個(gè)，但單機(jī)規(guī)模要大很多。
為了使加州能源委員會(huì)通過核準(zhǔn)Palen電站，PSH公司和加州能源委員會(huì)都同意對(duì)Ivanpah電站的眩光等級(jí)作精準(zhǔn)測(cè)定。如果證實(shí)是很高的，PSH將必須提供解決方案來降低這種高眩光度造成的負(fù)面影響，否則該電站將不可能通過核準(zhǔn)。
2013年8月份，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局收到2份匿名投訴，宣稱航空飛行員被Ivanpah發(fā)電站的鏡子反射的強(qiáng)光晃花眼睛，干擾了飛機(jī)的正常飛行。
Ivanpah電站在通過核準(zhǔn)的時(shí)候，合作方當(dāng)時(shí)也做過類似的眩光等級(jí)評(píng)估，美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也參與了該項(xiàng)評(píng)估，“我們不得不進(jìn)行一系列的模擬發(fā)光、閃爍和眩光的試驗(yàn)研究，因?yàn)楸藭r(shí)還沒有一個(gè)實(shí)際的電站可以用于實(shí)際評(píng)估。”NRG能源公司發(fā)言人JeffHolland表示。NRG公司持有Ivanpah電站的半數(shù)股權(quán)，目前還負(fù)責(zé)運(yùn)維該項(xiàng)目。BrightSource和Google分別持有該項(xiàng)目30%和20%的股權(quán)。
首次眩光問題評(píng)估
今年早些時(shí)候，NRG對(duì)Sandia實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家CliffHo博士和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)出邀請(qǐng)，來做一項(xiàng)新的研究來確定是什么導(dǎo)致了閃爍和眩光問題，以此來量化Ivanpah電站的光污染水平及其對(duì)人眼的危害。
今年7月份，上述研究成果被摘要上報(bào)給加州能源委員會(huì)，其中的觀點(diǎn)指出，在不超過6英里的地方看Ivanpah電站的定日鏡，對(duì)人眼造成的眩光影響是暫時(shí)的，不會(huì)造成永久性傷害。
Sandia的初始研究發(fā)現(xiàn)，雖然一些定日鏡會(huì)引發(fā)眩光，但并不代表會(huì)造成危險(xiǎn)。駕駛飛機(jī)從從35000英尺的高空經(jīng)過該電站，對(duì)飛行員造成的影響并不是很嚴(yán)重的。
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局FAA稱，在2014年的5月份，約12000班班次的航班從該電站15英里范圍內(nèi)的上空飛過，僅僅很少的飛行投訴被提交給加州能源委員會(huì)備案。其中多是在2013年8月份該電站進(jìn)行調(diào)試時(shí)，當(dāng)時(shí)對(duì)定日鏡的方位校正比較頻繁。在該電站今年2月份正式投運(yùn)后就很少出現(xiàn)類似投訴了。
改變定日鏡的待機(jī)算法
Ho博士和他的團(tuán)隊(duì)承認(rèn)眩光問題的存在，定日鏡在備用待機(jī)模式下的聚集焦點(diǎn)一般都被指向熱量接收器的旁邊，這很容易產(chǎn)生強(qiáng)眩光。他們的任務(wù)是找到一種減小眩光對(duì)視覺影響的方法，以進(jìn)一步降低對(duì)航空業(yè)的影響。
在多番討論后，他們和NRG以及BrightSource一起致力于實(shí)施相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案來降低眩光的影響。通過修訂定日鏡的待機(jī)位置算法，來分散定日鏡的焦點(diǎn)范圍，使定日鏡的聚光強(qiáng)度降低，從而減少在待機(jī)模式下的眩光影響。
具體的方案是，在不同的方向定位一定數(shù)量的定日鏡，而不是同時(shí)聚集于同一個(gè)焦點(diǎn)，事實(shí)上，在任何時(shí)候，塔式電站都有相當(dāng)比例的定日鏡處于待機(jī)備用模式。
為了測(cè)試這一控制實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和效果，BrightSource的工程師對(duì)該電站的其中兩個(gè)定日鏡場(chǎng)進(jìn)行了模式修訂，Ho表示，他隨之對(duì)該電站進(jìn)行了另一個(gè)航空影響結(jié)果檢測(cè)。
結(jié)果顯示，新的控制模式產(chǎn)生了不同的結(jié)果，相對(duì)于此前，這一修訂產(chǎn)生了很好的實(shí)際效果。眩光問題雖然依然可見，但僅僅出現(xiàn)在太陽(yáng)在南部的部分時(shí)候。
“Ivanpah電站已經(jīng)開始采用新的定日鏡定位方案，并被實(shí)踐證明是有效的”。BrightSource的工程師GustaveBuhacoff在上述冗長(zhǎng)的聽證會(huì)上宣布了這一結(jié)論，新的控制系統(tǒng)的運(yùn)行可以應(yīng)付一些可能出現(xiàn)的潛在問題。
Sandia的實(shí)際測(cè)試團(tuán)隊(duì)下個(gè)月就將完成實(shí)際的場(chǎng)地測(cè)試，他們將通過實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)來證明是否有些明顯的變化發(fā)生。“抱著謹(jǐn)慎的態(tài)度，我們已經(jīng)重新定位了一些定日鏡，以使其在待機(jī)模式下產(chǎn)生最低的眩光影響度?！?
實(shí)際上，自7月份以來，Ivanpah電站對(duì)待機(jī)備用模式下的定日鏡已經(jīng)進(jìn)行了重新定位，使其不致于聚集過于集中而產(chǎn)生強(qiáng)光，這也減小了由此帶來的鳥類傷亡事件的發(fā)生概率。
眩光問題是能解決的
Ho博士在Plaen電站的聽證會(huì)上持樂觀態(tài)度，他告訴加州能源委員會(huì)，“我十分有信心，如果與BrightSource的工程師Buhacoff在一起繼續(xù)致力于該問題的研究，我們能夠減小或清除眩光造成的視覺影響，同時(shí)提出一套高效的運(yùn)維方案來執(zhí)行這一計(jì)劃?！?
Buhacoff同時(shí)有更多緩解眩光問題的想法，但目前還沒有進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)研究，但他們都認(rèn)為緩解這一問題是合理的并且是可以實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)Palen電站的開發(fā)而言，一個(gè)完善的定日鏡的定位和監(jiān)控計(jì)劃（HPMP）方案無(wú)論是在電站運(yùn)行階段還是建設(shè)階段，都是需要的，PSH公司必須監(jiān)控并設(shè)法減小眩光造成的負(fù)面影響。
對(duì)Ivanpah電站而言，更細(xì)致的工作是，他們必須確定對(duì)觀察者而言，從哪個(gè)方位看更容易產(chǎn)生眩光問題，從而針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行方位調(diào)整和解決方案的優(yōu)化。
在上述聽證會(huì)后，加州能源委員會(huì)的JimAdams說，“定日鏡的定位和監(jiān)控計(jì)劃”是湊效的，這針對(duì)塔式定日鏡的眩光問題提供了一種有意義的解決方案。這些緩解措施應(yīng)當(dāng)被采納執(zhí)行。
Adams還推斷說，“通過一系列措施的運(yùn)用，Palen電站可能造成的眩光問題將被降至可以接受的水平之內(nèi)”。而這將有望解決該電站核準(zhǔn)面臨的環(huán)評(píng)障礙，推進(jìn)該電站的進(jìn)一步實(shí)施。
原標(biāo)題:塔式光熱電站如何降低眩光等光污染影響？
