對我國首批光熱示范項目來(lái)說(shuō)，儲熱時(shí)長(cháng)達到4小時(shí)以上是申報的必要條件，而最終入選的20個(gè)項目設計儲熱時(shí)長(cháng)大多在6小時(shí)以上，最長(cháng)可達16小時(shí)。
通過(guò)增加儲能時(shí)長(cháng)可以增加發(fā)電量。但儲能時(shí)長(cháng)增加到一定程度，將導致項目發(fā)電成本增加，所以合理選擇儲能時(shí)長(cháng)至關(guān)重要。那么，光熱電站儲熱時(shí)長(cháng)應如何確定?儲熱時(shí)長(cháng)是否越長(cháng)越好?儲熱時(shí)長(cháng)的選擇應該考慮哪些因素?
固定電價(jià)機制下應以度電成本最優(yōu)為原則
圖1模擬的是一座位于內蒙古鄂爾多斯地區裝機50MW的槽式光熱電站不同儲熱時(shí)長(cháng)下度電成本(LCOE)的變化。
圖1：儲熱時(shí)間與LCOE之間的關(guān)系
(注：來(lái)自《中國太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)政策研究報告》，供參考)
從圖1可以看出，隨著(zhù)儲熱時(shí)間的增加，該電站的LCOE在下降，其儲熱時(shí)長(cháng)為10小時(shí)時(shí)電價(jià)可以達到最低。這個(gè)最低點(diǎn)的計算主要取決于電站容量、儲熱單元一次投資以及當地的太陽(yáng)輻照資源。
在我國當前的示范項目框架下，上網(wǎng)電價(jià)不分時(shí)段為統一電價(jià)，此時(shí)，配置儲能時(shí)長(cháng)以度電成本最低為原則，在上述案例的計算模型下，項目選擇10小時(shí)儲能最優(yōu)。
分時(shí)電價(jià)機制下還應考慮整體售電收入最大化
而在分時(shí)/峰谷電價(jià)機制下，除了度電成本外，還需要考慮整體的售電收入最優(yōu)來(lái)配置。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，儲熱時(shí)長(cháng)設計既要滿(mǎn)足電網(wǎng)對于調峰所需的電力需要，又要確保光熱電站在高售電價(jià)格時(shí)段充分輸出以保證電站經(jīng)濟性。
在計算儲熱時(shí)長(cháng)時(shí)，首先應根據上網(wǎng)電價(jià)和太陽(yáng)落山的時(shí)間差初步確定儲熱時(shí)間。
如下圖2顯示了太陽(yáng)落山后高電價(jià)的時(shí)段有6小時(shí)左右，因此可初步設定儲熱時(shí)長(cháng)為6小時(shí)。
圖2：儲熱時(shí)間的確定(來(lái)自太陽(yáng)能熱發(fā)電站設計)
此時(shí)，通過(guò)對某電站儲熱時(shí)長(cháng)與LCOE的對應關(guān)系計算，假定如圖1數據顯示，10小時(shí)儲能時(shí)LCOE最低。但在該分時(shí)電價(jià)機制下，從22:00開(kāi)始到第二天8點(diǎn)，電價(jià)均低至0.3元，因此應綜合考慮，電站維持9點(diǎn)~22點(diǎn)共計14個(gè)小時(shí)的輸出即可。因此配置儲熱時(shí)長(cháng)應選擇6~8小時(shí)為宜。
光熱電站儲熱的主要目的是保障電站的穩定和連續運行，從而滿(mǎn)足電網(wǎng)的需求并獲得最高的經(jīng)濟性。儲熱量的確定除了要考慮經(jīng)濟性，還應考慮電網(wǎng)對調峰的要求。
對此，國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心原主任李俊峰曾表示：“儲熱本身是一個(gè)成熟的技術(shù)，儲多少、儲多長(cháng)時(shí)間、其本身是一個(gè)經(jīng)濟性問(wèn)題，而非一個(gè)技術(shù)性問(wèn)題。儲能時(shí)長(cháng)必須與電網(wǎng)的調度要求相適應，而非儲能時(shí)間越長(cháng)越好。電網(wǎng)需要一個(gè)小時(shí)的調峰，儲一個(gè)小時(shí)就是好的。”
