지난 2월 2일 중국과학원 전공(電工) 연구소 연구개발팀이 개발한 태양열 발전 기술을 응용한 베이징(北京) 바다링(八達嶺) 태양열 발전 실험발전소의 119m 높이 열 집중 타워 및 100개의 헬리오스탯(heliostat) 미러 필드(mirror field)가 설치 완료되어 운행 단계에 들어서면서 중국에서 최초이고, 아세아 지역에서 최대 규모가 되는 타워 태양열 발전소인 ‘바다링(八達嶺) 태양열 발전 실험발전소’가 공식 운행 단계에 들어갔다.

 

‘바다링 태양열 발전 실험발전소’에 설치된 100개의 큰 우산과 같은 헬리오스탯이 태양 이동을 따라 이동하여 태양 빛을 119m 높이의 열 집중 타워에 집중하여 타워 정상의 흡열기가 태양 에너지를 흡수하고 이런 열 에너지로 물을 가열하게 된다.

 

가열된 물이 생성한 수증기는 증기 터빈을 회전시켜 발전을 하게 된다. 전체 발전 과정은 불가재생 가능한 자원을 소모하지 않고 오염이 발생하지 않으며 그린적이고 환경친화적이며 지속 가능한 전력 생산을 추진할 수 있다.

 

국가과학기술부의 ‘첨단기술 산업화 프로젝트(863 계획)’에 속하는 이번 ‘바다링 태양열 발전 실험발전소’ 건설은 중국과학원 전공 연구소의 왕즈펑(王志峰) 연구원이 주도하는 연구개발팀이 핵심 기술을 개발하고 중국과학원이 베이징시 정부와 협력하여 관련 시설 건설 작업을 실행하여 완성한 ‘국가 전략적 신흥산업 신재생 에너지 산업 시범 공정’에 속한다.

 

중국과학원 전공 연구소 연구개발팀이 6년간의 연구를 통해 개발한 태양열 발전 기술을 응용하여 완공한 이번 ‘바다링 태양열 발전 실험발전소’는 중국 최초, 아세아 최대 규모의 타워 태양열 발전소로서, 지난 2011년 8월부터 설비 설치 단계에 들어갔으며 2012년 8월에 전체 시스템 발전 테스트에 성공하였다.

 

이번 ‘바다링 태양열 발전 실험발전소’의 성공적인 운행을 통해 중국은 미국, 스페인, 이스라엘 다음으로 세계 네 번째로 태양열 발전 기술을 독자적으로 보유한 나라가 되었다.

 

‘바다링 태양열 발전 실험발전소’는 베이징시(北京市) 교외 옌칭현(延慶縣) 바다링진(八達嶺鎭) 다푸퉈촌에 구축된 ‘중국과학원 태양열 발전 실험 기지’ 내에 건설되었으며 부지는 300무(畝)에 달하며 119m에 달하는 집열(集熱) 타워와 100개의 헬리오스탯(총 면적이 10,000㎡에 달함)으로 구성되었다.

 

이 발전소는 국가과학기술부, 중국과학원, 베이징시 정부가 공동으로 투자하여 건설한 중국 최초의 태양열 발전소에 속한다.

 

헬리오스탯은 높이가 10.5m에 달하고 미러는 정4각형이고 총 8,864개의 미러로 구성되었으며 매개 미러 면적은 100㎡에 달한다.

 

100개의 헬리오스탯은 해바라기가 태양 이동에 따라 머리 방향을 이동하듯이 오전에는 동쪽 방향을 향하고 오후에는 서쪽 방향을 향하며 발전할 때 100개의 헬리오스탯은 태양광 반사를 집열 타워에 집중하게 되며 타워 상의 열 흡수기는 이런 열 에너지를 흡수하고 저장하는 동시에 열 에너지를 이용한 발전을 하게 된다.

 

열 에너지는 저장될 수 있기 때문에 태양열 발전기는 날씨의 영향을 받지 않고 지속적으로 발전할 수 있다.

 

‘바다링 태양열 발전 실험발전소’의 총 발전 규모는 1MW에 달하고 연간 발전량은 200만도 규모에 달하고 있다고 한다. 중국과학원 전공 연구소 연구개발팀은 이번 발전소 공식 운행을 실현한 후의 연구 과제로 발전소에서 생산된 전력을 국가 전력망에 효율적으로 제공하기 위한 기술 개발을 빠른 시일 내에 마무리하여 ‘바다링 태양열 발전 실험발전소’에서 생산된 환경 친화적인 전력을 국가 전력망에 공급할 수 있도록 하기 위한 연구작업을 추진하고 있다.

 

타워 태양열 발전소 외, 중국과학원 전공 연구소 연구개발팀은 ‘중국과학원 태양열 발전 실험 기지’ 내에 ‘구유(Trough) 집열기’, ‘태양 에너지 보일러’, ‘입자 흡열기’, ‘태양 에너지 공기 흡열기’, ‘풍동’, ‘광학 실험 플랫폼’, ‘고온 용융 염(Molten salt)’, ‘고온 열 저장 실험 플랫폼’을 개발, 구축하여 태양열 발전 관련 실험 연구를 실행하고 있다.

 

 

 

2月2日，八达岭太阳能热发电实验电站119米高的集热塔及安装了100面定日镜的镜场，在湛蓝天空的映衬下显得格外雄伟。目前，我国首个、亚洲最大的塔式太阳能热发电电站――八达岭太阳能热发电实验电站在延庆县建成发电。

 

 

100面巨伞般的定日镜追着太阳转，把阳光反射到119米高的集热塔上，安装在塔顶的吸热器吸收太阳能，再用这些热能加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电。整个发电过程不消耗不可再生资源，没有污染，绿色可持续。

 

历经6年科研攻关和施工建设，我国首个、亚洲最大的塔式太阳能热发电电站――八达岭太阳能热发电实验电站在延庆建成，并于去年8月成功发电。这也使我国成为继美国、西班牙、以色列之后，世界上第四个掌握太阳能热发电技术的国家。

 

该实验电站位于八达岭镇大浮坨村，中科院太阳能热发电实验基地内。上周六，记者前往探访。汽车一驶出八达岭，举目北望，远山前空旷的平原里，树冠之上，一座醒目的白塔直指云端。它就是八达岭长城外的最高建筑，实验电站的集热塔。走进实验电站，白塔底部像少女的裙摆，仰望塔身又似一把火炬。高塔之下，100面定日镜组成的镜场反射出耀眼的光芒，高耸的定日镜像一把把巨大的伞。

 

等在那里的实验电站站长马广成告诉记者，实验电站由科技部、中国科学院、北京市科委投资，总占地约300亩，包括一个高119米的集热塔，100面共1万平方米的定日镜。

 

“定日镜高10.5米，镜面是正方形，由八八六十四块镜子组成，每个镜子面积为100平方米。”马广成说，这些定日镜像向日葵一样追着太阳转，上午镜面朝东，下午镜面向西。发电时，100个镜面会把太阳光反射到集热塔上。塔上的吸热器吸收并储存这些热能，再通过热能发电。“热能可以储存，所以光热发电不受天气影响，可以连续发电。”

 

电站总发电规模为1兆瓦，年可发电200多万度。下一步将推进产业化，并争取尽早并入电网。

 

除塔式电站外，基地内还包括槽式集热器、太阳能炉及粒子吸热器、太阳能空气吸热器、风洞、光学实验平台、高温熔融盐吸热实验平台、高温储热实验平台等，正在进行太阳能热发电的相关实验。据项目总体组组长、中科院电工所王志峰博士介绍，太阳能发电分为光伏发电和光热发电两种。光热发电没有污染，廉价可连续发电，而且可以与火力电站混合运行。

 

“整个项目可以说是边科研、边设计、边安装、边建设、边调试的‘五边工程’。科研难度极大，过程极端艰苦。”王志峰说，作为国家“863”计划（国家高技术发展计划）重点项目，整个研发项目从2006年年底启动，实验电站部分2009年7月破土动工。由于国内没有先例，项目开始时没有技术参数、设计规范，光是定日镜的设计，就经历了四代研究才最后定型。历时6年，终于在去年8月实现发电，并通过了“863”项目验收。

 

另据了解，作为北京市新能源示范县，延庆县已建成多个新能源发电项目。包括官厅风力发电厂、德青源沼气发电厂等。近日，延庆县的智能电网建设也取得重大突破――松山智能变电站建成投用，为新能源发电并网打下基础。