槽式集热器新选择 Abengoa E2集热器开放国内技术授权
发布者:本网记者Cecilia | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 2123查看 | 2017-11-30 15:00:00    
——专访双良龙腾光热技术(北京)有限公司总经理卢智恒


CSPPLAZA光热发电网报道:槽式集热器设计是槽式光热电站太阳岛的核心技术,在全球光热市场,应用较为广泛的包括欧槽(Euro Trough)、Sener主导的Sener槽(Sener Trough)以及Abengoa主导的E2槽。但由于各种设计的开放度不同,在中国市场,仅欧槽为行业所熟知,绝大部分的光热项目也均选用了欧槽设计。


好消息是,今年8月,双良龙腾光热技术(北京)有限公司(以下简称双良龙腾)与西班牙Abengoa签署了E2(Abengoa第二代槽式集热器)技术在中国境内的独家许可协议,并成为该技术在国内的总代理。双良龙腾可通过分许可协议将E2技术分许可给国内的业主、承包商与供应商等,以应用到实际的光热项目中。这意味着,在槽式集热器设计的选择上,又多了一个新选择。


双良龙腾总经理卢智恒日前在接受CSPPLAZA专访时表示:“双良龙腾通过与国际知名光热公司达成技术授权的合作模式,可为国内光热市场引入更多更先进的技术,助力国内光热产业的更快速发展。较欧槽而言,E2集热器在材料用量、设计、运输与装配等方面更具综合成本优势,可广泛适用于中国光热示范项目。”


  图:双良龙腾总经理卢智恒


基于欧槽集热器的进一步优化和改进


CSPPLAZA:双良龙腾与西班牙Abengoa达成合作,成为E2集热器技术在国内的总代理,但国内市场对E2集热器此前并无甚了解,原因是什么?


卢智恒:目前国内光热市场上欧槽占主流,而E2集热器之前未有见报,实际上,E2集热器是在欧槽的基础上经历了两版大幅度的改型优化后得到的。欧槽原来由数家欧洲公司联合设计开发,Abengoa是主要的参与方之一。这些公司分别在2000年和2005年设计推出了两版欧槽产品,包括起初的100米长ET1型号和后来的150米长的ET2型号,在从ET1到ET2的改版过程中,Abengoa起了主导作用。


欧槽作为“雏形”产品被应用到西班牙第一批槽式光热电站的开发项目中,其中包括著名的Andasol1~3期电站。在Abengoa完成ET1到ET2的改版工作后,意识到欧槽还有很大的改进空间,同时出于自有电站的战略考虑,Abengoa在接下来不断对欧槽进行技术层面的改进优化,以求在保证相同集热效率情况下进一步降低集热器的造价。在投入大量的资源和精力进行一系列大幅度的改进和优化后,Abengoa于2011年设计出了E2集热器。


E2集热器此前仅应用于Abengoa自己开发的项目中,并未对外进行过任何的技术授权,因此也没有做市场宣传和推广,这与Abengoa之前覆盖从项目开发到电站运营全项目周期的闭环商业运营模式有关,它的目的也很明确,就是为了保证其投资开发的项目在申请电价或竞标时能够具有竞争性优势。不过,得益于Abengoa不久前的资产重组,它的业务模式发生了变化,开始由重资产转向轻资产,E2集热器技术因此才开始得以对外授权。其实,Abengoa此前就计划将E2技术引进中国,其曾经在青海乌兰开发一个50MW槽式光热发电项目,并打算借此项目实现E2集热器的国产化生产和本土化应用。不过,也是因为Abengoa之前遭遇破产危机,该项目当时未能继续推进下去。


CSPPLAZA:引入E2槽式集热器技术对双良龙腾和国内光热市场分别有何意义?


卢智恒:我认为通过这种技术授权的合作模式,可以让中国光热市场有更多选择优秀技术的机会。引进E2技术对双良龙腾来说意味着迈出了非常重要的一步,我个人的判断是:E2集热器作为目前最先进的常规开口集热器型号,只要充分运用好它自身的技术、经验优势和本地化生产、装配的优势,完全可以在国内首批与第二批示范项目中得到充分利用。接下来,我们需要做好E2集热器技术的本土化引进工作;在生产制造方面,我们会与国内的供货商达成合作,最大可能地实现本地化生产和采购;至于装配方面,我们需要通过实际项目的实践来磨合,并通过国外丰富的项目经验来对国内项目的现场装配施工进行指导。


CSPPLAZA:您此前一直是Abengoa中国公司的总经理,对Abengoa公司的历代槽式集热器肯定非常了解,请为我们介绍下Abengoa历代槽式集热器的发展演变过程。


卢智恒:Abengoa研发的槽式集热器历经了欧槽→Astro(Abengoa第一代槽式集热器)→Phoenix Gen→E2等几代产品的演化变迁,产品性能不断优化。其中欧槽是由Abengoa联合Iberdrola、Pilkington、SBP、Solel、Ciemat、DLR、Fichtner、CRES等数个欧洲公司于2000年共同研发而成的初期集热器型号。2005年,在Abengoa牵头主导下,欧槽设计从原来的100米长ET1型号改版到150米长ET2型号,并在塞维利亚的太阳能发电基地安装了一个ET2回路进行了测试。


2007年,Abengoa在欧槽设计的基础之上做出进一步改进,研发出Astro集热器,其依旧遵循欧槽的钢结构设计思路,通过一个螺栓或铆接连接的扭矩箱来应对扭矩,并增加若干支臂以支撑反射镜。此外,最重要的一点是Astro通过采用檩条来分散反射镜的负荷,而非欧槽那样各自独立的支撑臂设计,这样整体的设计可以抵御更大的风荷载。目前,Astro集热器已成功应用于西班牙Solnova、Helioenergy、Solacor槽式电站,阿布扎比Shams 1槽式太阳能热发电站,以及摩洛哥、阿尔及利亚的多个ISCC(太阳能-天然气联合循环)商业化电站,在全球范围的总装机量约为500MW。


2009年,Abengoa又研发出Phoenix Gen集热器,这款集热器引入了更为新颖的设计理念,采用铝材来代替钢材,采用铝材设计主要也是考虑到铝的市场价格比较稳定,而且符合沿海地区的防腐要求。在对铝材集热器进行结构优化的过程中,Abengoa获得启发,对欧槽与Astro所采用的钢材进行结构上的调整优化,并用管钢代替原来欧槽中普遍使用的角钢与槽钢,由此于2011年设计出了E2集热器。

设计、加工、运输、装配等多维优化设计


CSPPLAZA:具体来讲,E2集热器相比欧槽有哪些优势?


卢智恒:首先,在用材方面,E2槽式集热器使用管钢代替型钢,管钢的抗扭、抗弯性能都要优于型钢,因此可以提高材料的力学利用率。换句话说,在满足相同的荷载条件下,可节省更多的材料;其次,从结构上来说,E2集热器采用空间框架结构,这种结构淡化了欧槽设计中“臂”和“框”的概念,使整个钢结构框架都能够在力学支撑中发挥作用,从而可以更好的对抗扭矩和弯矩,进一步提高材料的利用率,换句话说,也就是集热器的重量能进一步降低。

 

图:Andasol光热电站吊装欧槽集热器

 

在生产加工方面,E2集热器加工过程中极大地减少了焊接,因此可减少加工工时并降低成本,同时成品率也会更高。在运输方面,E2集热器部件尺寸设计是针对运输集装箱的尺寸进行过优化的,因此在相同的集装箱容积下能容纳更多的部件,从而能降低运输成本。最后,在现场装配方面,E2集热器的现场装配线按照精益生产(Lean)流程设计,并尽可能地使用铆接代替螺栓链接,因此能极大地节省装配工时,提高装配速度,缩短工期,达到节省人工成本的目的。

 

图:装配好的E2集热器单元即将运往项目现场进行吊装


图:E2槽正在以色列Ashalim2槽式电站上吊装


总体来说,E2集热器针对设计、加工、运输、装配等各个步骤都进行过优化,所以它相对欧槽更具有成本优势。


CSPPLAZA:E2集热器是Abengoa最先进的一款集热器设计吗?我们注意到E2集热器有很多的子型号,这是根据具体项目环境进行的改进吗?


卢智恒:在Abengoa所有常规开口的集热器设计里面,E2是最先进的一款型号,这款集热器也是目前Abengoa研发的最后一款常规开口集热器,它在2011年研发完成后很快便投入大规模的商业化使用。它的几何尺寸与欧槽完全兼容,单个集热器长度为141.2米,开口宽度5.76米,开口面积为814.5平方米,最大工作风速为14m/s。E2当初设计的前提是在不降低光学性能的情况下,尽量减少材料的用量。从这个角度来说,E2在光学性能方面与欧槽是基本相同的,没有明显的差别。


E2集热器会根据不同项目所在地的具体情况做出优化,以求更好的契合当地的标准和荷载要求,由此衍生出了多个子型号。实际上,不仅仅是E2,任何一款集热器在应用到不同项目中时都是需要根据当地的风载、雪载、地震荷载等外部条件进行设计上的修改与调整,并非“一本通书走天下”。这么做的目的一方面是保证集热器设计能够完全满足具体项目的场地条件与荷载要求,另一方面是优化集热器的材料用量,达到“性价比”最优。当然,这种修改并不会改变集热器的主体结构形式。


全球业绩超1GW,国内市场开放合作


CSPPLAZA:E2槽式集热器目前在国际市场上的应用现状,以及它在中国的适用性和应用前景如何?


卢智恒:目前全球光热电站共约5GW装机,其中槽式光热电站装机比重约为83%,约合4.15GW,而E2集热器在其中的装机量约为1.07GW,市场占有率高达25%。欧槽集热器目前在全球范围内的装机量仅为320MW,Astro则约为500MW,在装机数量上都远不及E2。装机量越大,意味着其生产装配经验更丰富,流程和工艺的优化程度会也更高。

E2集热器是目前在实际商业电站项目中装机量最多的集热器型号,它在2011年研发完成后很快便投入商业化使用,目前已成功应用于Helios(Castillalala Mancha太阳能基地)、Solaben1&2&3&6(Extremadura太阳能基地)、美国Solana及Mojave槽式光热电站、南非Kaxu Solar One电站、以色列Ashalim2电站,并将应用于龙腾玉门50MW光热示范项目。


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  图:E2应用于美国Solana光热电站


E2集热器作为目前最先进的常规开口集热器型号,完全可以在国内首批与第二批示范项目中进行充分利用。但目前在国内光热市场,欧槽占据主流,这主要因为国内首批示范项目是在2015年9月申报的,当时E2集热器还未能对外授权,因此这些示范项目业主在当时能够选择的有项目应用业绩的集热器技术也只有欧槽,属于无奈之举。


不过对于业主来说,目前还可以对集热器技术进行重新选择,因为E2的几何尺寸与欧槽是完全兼容的,这些项目更换为E2集热器并不会影响之前已开展的场平、镜场平面图布置等工作,仅仅需要稍为调整下集热器地基的形式即可。如果项目业主愿意选择将E2技术应用到自己的项目中,我们非常乐意和他们达成合作,一起推动这一先进技术在国内光热行业的应用发展。


CSPPLAZA:目前国内项目采用欧槽设计需要支付许可费,且该许可费按镜场平米数计费,价格高昂。E2集热器在国内市场的合作模式是怎样的?是否也需要支付许可费?E2集热器在国内的推广会不可避免地面临欧槽的竞争,除了技术层面您提到的竞争优势外,在商务层面有何优势?


卢智恒:E2集热器在国内市场也是同样采用根据使用面积按平米支付许可费的模式,并且许可费价格会比欧槽的许可费价格高一些,但是,高出的部分将会远低于业主在成本节省上获得的收益,换句话说,业主在使用E2后省下来的钱只需要拿出一小部分来支付许可费的差价就可以了,这也体现了先进技术的价值——在为用户带来收益的同时,也实现了技术本身的价值,各方达到共赢的局面。


前面也提到了,采用E2技术会在用材、加工、运输以及装配等方面节省成本,从而会为槽式电站的整体镜场建设节省成本,这是技术方面带来的优势。从商务层面来看,E2许可费单价将根据具体用户的累计使用面积呈阶梯状下降,累计使用面积越多,后续项目的许可费单价会越优惠。


CSPPLAZA:目前有国内集热器厂商仿照欧槽进行生产的现象,这是否涉及专利侵权?如果有国内厂商仿造E2集热器,是否也会构成侵权?


卢智恒:其实欧槽当时并没有申请专利,主要原因可能是研发者当时希望通过尽可能多的技术分享,快速推动整个欧洲光热行业的发展壮大。但E2的关键技术已经于2011年通过PCT在数个国家申请了专利,中国也在专利保护之列并且目前已经生效,如果有国内厂商仿造,很遗憾,是会构成侵权的。所以请感兴趣的业主还是通过正式途径获取E2技术授权,我们对每一位业主都持真诚、开放、合作的态度。


CSPPLAZA:当下及至未来,您认为如何才能快速推动E2集热器打开中国光热市场?


卢智恒:我觉得首先需要让业主意识到目前国内光热市场上可供选择的、有成功应用业绩的槽式集热器技术不仅仅只有欧槽,还有E2。另外也需要让业主逐步认识到E2集热器相对于欧槽的技术优势与成本优势。国内光热市场没有必要固步自封,沿用十多年前的原始技术,应该以开放的心态来接受更先进的技术,况且这种先进技术已经是大量成功案例验证过的。从长远来说,光热电价成本的进一步下降,离不开技术创新、规模效应和工程经验积累,三者缺一不可。


CSPPLAZA:请介绍下双良龙腾当前的业务发展情况及规划?


卢智恒:双良龙腾公司的定位是与有实力的国际公司进行紧密合作,积极引进国际光热领域的先进技术和项目经验,为国内客户提供一站式的光热技术解决方案,帮助国内光热同行少走弯路。接下来,双良龙腾将继续关注和引进国外先进的光热技术,为国内首批和第二批光热项目的开发、设计、建设、调试、运维、技术授权等方方面面提供技术解决方案,有的是国内行业目前已经想到的和碰到的,也有的是目前还没想到的,我们都会一如既往地专注于自身的专业定位,以助力国内光热行业更快走向成功。

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最新评论
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zjchuaran
槽式聚光阵列设计和质量关系电站总体效率,也体现着光热行业从业者的基本功。欧洲槽是联合设计的产物,要求很高,不仅有技术性能指标,还有经济数据要求,例如当年要求每平米小于200欧元,不含管子和镜面的单位重量最大不超过19公斤,最小15.6公斤等,同时做了抗风荷实验,对技术性能进行优化。阿本格历经几代磨练设计的E2槽也很经典,就是不知成本如何?2009年我们也曾经自主设计过中航槽,利用民航条件也进行了抗风荷模拟实验,效果不错,如果现在配置以国产镜面和集热管,可能也是一种不错的选择。
2017-12-15 12:07:53
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