陕西师范大学物理学院教授王存义 13572905551

目 录

第1章 世界首创新三种光热发电和现有光伏发电100兆瓦成本利润对比表（下文简称《对比表》 ）

第2章 用变换计算法证明高热机电站100兆瓦之成本为13.5亿元

证件1：菲式槽式塔式老三种电站性能证据：中国能建集团公布的《光热发电技术路线选择》

证件2：菲式槽式塔式老三种电站成本证据：中国《太阳能》月刊2019年第11期第12页公布的各国光热电站成本价

正 文

第1章 世界首创新三种光热发电和现有光伏发电100兆瓦成本利润《对比表》

英明的投资家，您应该选择哪一种电站投资？

第2章 用变换计算法证明高热机光热电站100兆瓦成本为13.5亿元

第一节 高热机式新电站的集热岛简介

（1）阳光高热机特点：它是双轴跟日自身线聚焦。由本人发明的抗风能力极强的稳准多支跟日机，运载水平安置的同端集热管和线聚焦抛物镜。它带有本人发明的变静器，它虽是双轴跟日大运动，但其对外进出接口却是绝对静止不动的，很便于储热于地和多台联通而集团化产高温（可达500℃）热流。它带有本人发明的举世无双（此语以陕西省科技情报研究院所作《国内外查新报告》为证）的超精准纠偏传感器，故能恒准的实现三垂直两堵绝，以实现最高的光变热效率81.4%。每台机采光面积为48m²，输出热功率39千瓦，还输出1千瓦光伏电功率。《对比表》中的每台机售价是暂按4万元（不含运输和安装费）计算的。

（2）阳光高热机台数

每天双轴跟日产热可达11小时，保守的折合成太阳标准光强为7小时满负荷发电，若发电功率100兆瓦，则只需6024台高热机。但为了每天满负荷发电18小时，即储热时长11小时，所以阳光高热机是按15060台来计算集热成本的。

第二节 储热岛

1. 100兆瓦的光热电站，根据老三种的经验，储热时长11小时所用熔盐是3万吨，每公斤8元。设所储热量为Q，可用的储热的温度区间是△t，熔盐的比热是n，质量是m，则所储热容量为：

Q = m× n × △t =（t2-t1) n × m ……（1）

物理学证明，任何物质的比热n不是常量，随着材料m的温度升高，比热n也增大，例如砖瓦在0℃时比热为0.19千卡/公斤·度，到100℃时为0.24千卡/公斤·度。所以，只要把终温t2增高，储热材料公斤数m不增加，则储热容载量Q可大增。温差和比热双增大，相乘积更大，储热成本大幅节省。

第三节 发电岛

高热机电站用汽轮机作热变电，集热温度越高，因此汽轮机效率越高。阳光高热机是恒精准的三垂直两堵绝，聚光比可达120，故其温度可达500℃。因此汽轮机的效率应大于槽式电站的38%，在40%以上，因为高热机的光变热效率是81.4%，所以其光变电效率等于32%。老三样中菲涅尔电站的光变电效率是10%（证据见证件1，中国能建集团公布的数字），就是说，本发明的光变电效率等于菲涅尔电站光变电效率的3.2倍。换言之，如果本发明电站和菲涅尔电站所接收的太阳光都是1千兆瓦，则本发明电站把1千兆瓦阳光转变为用320兆瓦的功率发电；菲涅尔电站把1千兆瓦太阳光转变为用100兆瓦功率发电。换言之，在两个电站有相等采光面积的条件下，本发明一个电站的发电量相当于3.2个装机容量为100兆瓦分电站的发电量，发电量即经济收入。光变电效率k的计算公式如下：

k=光变热效率81.4%×汽轮机热电效率40%=32%… （2）

第四节 用变换法计算高热机电站的成本是100兆瓦13.5亿元：

（1）一个106兆瓦高热机分电站的基础成本10亿元和集热岛成本差额2亿元的计算

1.根据兰州大成公司在甘肃敦煌所建50兆瓦菲涅尔电站所用成本是17亿元，储热时长13个小时，据此推算，如果所建菲涅尔电站是100兆瓦，其成本应是34亿元，现在把储热时长减成11小时，其成本应是30亿元，此钱数参照了证件2所载的100兆瓦塔式电站成本为30.4亿元。

现在，假设100兆瓦菲涅尔电站的集热岛上太阳入射的总功率为A不变，它的储热岛、发电岛及总成本30亿元都不变的条件下，唯独把菲涅尔电站的集热岛设备全换成阳光高热机，变换后的电站叫高热机电站，把变换前的菲涅尔电站叫原电站。根据证件1所公布的菲涅尔电站的光变电效率为10%，则其发电功率E菲：

E菲=A × 10%==100兆瓦……（3）

变换后的高热机电站的发电功率E高：

E高=A × 32%==320兆瓦……（4）

把E菲电站的总成本30亿元分为3等分，每等分为10亿元，把变换后E高电站的总功率320兆瓦也分为3等分，每等分为106兆瓦，这等于说一个发电功率为106兆瓦的高热机分电站的基础成本为10亿元。

根据老三种电站的公认数据是集热岛成本占电站总成本的50%。所以在菲涅尔电站中集热岛成本应占15亿元。分为三等分后，106兆瓦高热机分电站的集热岛成本应分得5亿元。

根据第2章第1节，100兆瓦电站储热时长11小时，必须要高热机15060台。此购机费为15060台×4万元/台=60240万元=6.024亿元，和上述5亿元相差1.024亿元的缺口。此外，每台高热机的机械化安装费不会超过2千元，1米长的用机器开沟的开沟埋管费不会超过20元（不含保热管费）以及运输费、保热管和阀门及其施工费总和，再加1.024亿元的高热机缺口费，这就等于106兆瓦高热机分电站的集热岛成本的差额为2亿元。

（2）储热成本不需增加，为什么？

由于光变热效率由菲涅尔电站的35%（证据见证件1）变成了新电站的81.4%，集热温度由原电站的300℃，变成了新电站的500℃（聚光比120倍），看储热岛有何变化？根据第二节描述，原100兆瓦电站用3万吨储热熔盐的储热容量，因集热终温t2的增高而大增，因公共（1）中的温差△t和比热n都在增大，△t和n相乘就更大，新电站3万吨熔盐的储热容量将达到6万吨熔盐的储热量。就是说，新电站的发电功率比原电站增加了2.2倍，但储热容量只增加了1.3倍，公式如下：

新电站光变热效率/菲涅尔电站光变热效率=81.4%/35% = 2.3倍。……（5）

就是说，储热量的增长率远远小于电站发电功率的增长率。因此：虽然1个变换后的高热机电站的装机容量，在菲涅尔电站成本30亿元不变下，能顶替3.2个100兆瓦菲涅尔电站的装机容量，但熔盐不需要由3万吨增加到9万吨。新电站所增加的1.3倍的储热量，不需增加熔盐成本，只因新电站把终温t2增高了200℃，使3万吨熔盐不增加公斤数就能满足储热量增加1.3倍的需求。因为把3万吨熔盐的储热容载空间激发大增。

详细的定量分析如下：

菲涅尔电站最高储热温度为300℃，其可用温度区间应该在200℃至300℃之间，区间长度是100℃。熔盐在200℃以下的储热量是不可用的无效热量，因为200℃的热量经换热后，产汽箱的热最多是151℃，151℃的饱和蒸汽压是5个大气压，已经不能发电。200℃至300℃的储热区间的热量，能使储热时长为13小时的菲涅尔电站按100兆瓦功率发电。

据此推算出新增储热区间在300℃至500℃，即新增200℃长的储热区间，应该能满足功率增量为220兆瓦的高热机电站的储热需求，也就是把菲氏电站的3万吨熔盐，由于新增了200℃的有效储热区间，使熔盐的热容空间的增量等于原来有效容载量（为200℃至300℃之间，等于100℃热容量区间长）的2倍。高热机电站新增的功率增量220兆瓦也是菲涅尔电站功率的2倍多，和熔盐的储热空间的增量是相适应的，所以，储热岛不需增加费用。

（3）发电岛成本的差额为1亿元，为什么？

由证件1可知，菲涅尔电站的汽轮机热变电效率为30%，发电功率100兆瓦，把30%分为三等分，每等分为10%，把菲涅尔电站的发电功率也分为三等分，每等分为33.3兆瓦，这就等于10%的热变电效率造成的汽轮机发电功率为33.3兆瓦。

高热机电站的热变电效率是40%，比菲涅尔电站高出10%，如前所述10%的热变电效率造成汽轮机的发电功率为33.3兆瓦，106兆瓦的高热机分电站从100兆瓦菲涅尔电站分得的三分之一的汽轮机数量，其发电能力即功率只有33.3兆瓦，把106兆瓦功率保守的说为是100兆瓦，100兆瓦的高热机分电站因热变电效率的增量为10%，对应的汽轮机的发电功率的增量是33.3兆瓦，增量和原量相加等于66.6兆瓦，和100兆瓦的差额是33.4兆瓦。33.4兆瓦的汽轮机购买费不会超过1亿元。换言之，100兆瓦高热机分电站的发电岛成本差额为1亿元。

（4）不可预见费最高为5千万元。

（5）100兆瓦高热机分电站的总成本为13.5亿元；计算如下：

把以上各项相加得：

分电站的基础成本10亿元+集热岛成本差额2亿元+发电岛成本差额1亿元+不可预见费0.5亿元==13.5亿元……（6）

这是从现有菲涅尔真实电站出发，进行理论推导而正确计算的结果，所以是非常可靠的。由此可得《对比表》中的利润是45.3亿元，超过光伏100兆瓦电站利润为6.9亿元的6倍。

物理学史证明，理论是行动的指南。没有创新性的先进理论指导，就没有创新性的先进生产力出现。例如，若没有麦克斯威从数学方程上发现了电磁波的存在，就没有赫兹在实验室验证出电磁波的存在，就没有今天的手机和电脑，就没有今天的信息技术和卫星导航及数字化技术和宇宙航行。物理学上无数的事实证明，只有先进创新性的理论诞生，才能指导引爆生产力的世界性大革命的行动。所以绝对不应该不相信正确的理论计算。

光热发电的老三种技术，统治全世界50多年了，现在的光热发电奄奄一息，只能依靠国家的强制储能政策才寄生在光伏电站脚底下，随人俯仰到何时？只有用本发明新三种代替老三种，进行技术大革命，才能吸引广大的投资商，使光热发电热火朝天大兴旺！把光热的贵族电变为平民电，为中国和全世界人民享用造福，并惠及子孙万代！

敬希各位光热同仁，在新三种光热技术领域中，和我们共同继续研究探讨，更上一层楼吧！

王存义于2024年7月

证件1：菲式槽式塔式老三种电站的性能证据：中国能建集团公布的《光热发电技术路线选择》

​证件2：菲式槽式塔式老三种电站的成本证据：中国《太阳能》月刊2019年第11期第12页公布的各国光热电站成本价

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