成本低至550元/㎡ 这款创新型联动塔式聚光技术将发力工业用热市场
发布者:xylona | 来源:​CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 667查看 | 2018-11-29 11:16:38    

——CSPPLAZA第二期会员单位巡回调研·走进亚太兆业有限公司


CSPPLAZA光热发电网报道:11月13日上午9点,广东省佛山市顺德区,天空云层较多。


CSPPLAZA第二期会员单位调研活动来到亚太兆业有限公司(简称“亚太兆业”)刚刚安装完成不久的第五代梁式太阳能联动聚光镜中试样机测试现场,测试结果如下图,在彼时反光镜角度尚未精准调整的情况下,这套聚光系统38面反射镜聚光焦点的空载温度已经达到300℃以上。



图:第五代梁式太阳能联动聚光镜中试样机测试现场


亚太兆业总经理梁卫民告诉调研团,在此前的9月份,当地DNI值在900W/㎡左右的条件下,系统联动聚光测试最高温度可达到500℃左右。


上述样机模型占地20㎡,聚光面积约10㎡,反射镜镜面大小约0.25㎡,共计安装38面反射镜,集热器为平板模型,镜场整体旋转同步跟踪太阳东西角,反光镜只进行俯仰跟踪,实现规模化生产后成本可降低至550元/㎡左右,拥有菲涅尔光热技术的低成本优势和碟式技术的高聚光比效果。


那么,这套聚光系统究竟采用了哪些创新设计得以同时实现高聚光比和低制造成本呢?梁卫民对此进行了更加详细的阐述。


七大创新型设计,集各种传统光热技术路线优点于一身


光热发电聚光方式一般分为点聚焦和线聚焦两种,传统碟式和塔式为点聚焦,槽式和菲涅尔式为线聚焦。创新型梁式聚光镜场以点聚焦技术获得高温,与传统的太阳能碟式、塔式镜场相比拥有七大特点:


1、镜场整体旋转同步跟踪太阳东西角比较简单。而反光镜只跟踪太阳俯仰角,并计算出反光镜的转变速度、转向角度曲线,制作成统一长度导轨。在联动装置驱动相同行程使各反光镜各自不同的转向。


2、单个镜场可以大、中、小型设计。中、小型设计更有利于分布式及模块化生产。


3、低矮化一般不高于1米抗风能力高、焦点固定、反光镜与集热器距离短,降低安装技术。


4、解决太阳能点焦聚光在碟式:动碟动焦和抗风能力低、弧形镜成本高的特点;也解决塔式各反光镜需独立计算运动成本和技术高的问题。


5、梁式聚光镜场使得太阳能聚光通过平面反光镜(或短焦微弧)、小镜面、小规模面积;达到高倍率、高精度、高速度模块化生产;提供低成本、低安装技术的方法,梁式聚光镜场亦可以通过集热器串联、并联技术使规模大型化。


6、镜场亦可以设计成15-30度倾面,提高镜场在上午和下午集热效能及太阳能聚光在冬至当日也得到高效集热。更迎合高纬度地区使用。


7、镜场矩形阵列排布,可有效提高土地利用率。


梁卫民表示,上述多项设计既考虑了中国西北建设光热发电的实际情况,也致力于建设成本的优化。例如,作为该系统核心的导轨每条弧度都不相同,利用其整体倾斜15-20度的设计,适合中国西北地区高纬度使用及提高镜场在上午和下午集热效能。但导轨长度统一,设计长度略长于实际需要角度,不仅可以通用于不同维度的项目选址,采用模块化和标准化的设计也避免了重复设计消耗过多的时间成本。


梁卫民表示,梁式聚光镜成本可降低到550元/平方米,一部分原因是利用材料主要是五金支架、反光镜、导轨,只利用一个步进电机驱动1mm钢丝联动。另外,模块化和大宗化也帮助了成本的下降。目前样机使用的反射镜是有机玻璃反射镜,未来实际用于光热发电将采用超白玻璃,成本会更加节约。


那么创新设计如此之多的聚光镜场是否存在较大的安装难度,从而大幅度增加建设安装成本?答案是否定的。梁卫民表示,模具生产是这套系统设计的关键,根据不同领域可针对性设计模具,该系统只需利用事先设计好的模具加工镜场底部支架,导轨采用统一长度设计,安装时可对其编号,直接在项目现场进行导轨和反射镜的安装。


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图:利用模具生产的可旋转底部支架(摄于整体安装前)


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图:利用反射镜导轨跟踪太阳俯仰角


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图:安装完成的聚光反射镜场


三大推广方向,首先发力工业用热领域,成本回收只需1年左右


针对梁式聚光反射镜系统的未来推广,梁卫民明确了三大发展方向:一是光热发电领域;二是工业用热,特别是珠三角地区的工业用热;三是利用95℃热水实现民用供暖。针对以上三个方向,计划设计三套模具进行标准化推广,但是目前该技术停留在样机测试阶段,真正实现这三方面的技术应用还需更加完善的系统设计。


首先,在光热发电领域,梁式镜场的整体联动设计要求一个特殊设计安装的集热器来满足高精度的聚光要求。梁卫民表示,目前测试样机的集热器采用的是平板模型,未来正式用于发电的集热器计划采用立柱梁式悬空设计,特点是用于多个集热器管道串联使规模大型化,集热器在镜场中间上方,也便利于镜场清洁。在大量的立柱横梁建构上加建温室玻璃顶,形成太阳能之世纪人工温室,人工温室顶设有自动清洗设备和集水槽,同时也减小风、沙、雨、雪、尘、雹对反光镜的破坏,降低维护成本。


针对工业用热,梁卫民认为,相对光热发电领域,工业用热市场更加自由,技术门槛低、市场空间广阔,可成为系统现阶段的试验田,是目前推广的主要市场。


梁卫民表示,“梁式系统可用于造纸、化工溶胶等多种工业领域,我们的客户主要是终端客户,经济账非常好算,预计1年即可收回投资成本。目前正在与一些目标客户洽谈,计划2019年中期在顺德建成一个3000平方米的工业蒸汽系统,率先打开珠三角的工业用热市场。”


针对民用供暖领域,广东政府对太阳能供热水的政策支持将给亚太兆业进入这一市场带来契机,有望利用梁氏联动集热系统+空气源热泵辅助的方式,实现良好的经济效益。


观看下列视频深入了解亚太兆业第五代梁式聚光镜集热技术:


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