研发最适合中国的槽式集热器
发布者:本网记者Kevin | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 7评论 | 116757查看 | 2013-06-05 09:00:00    

——国内应统一对槽式集热器的尺寸认知  实现产业化
  CSPPLAZA光热发电网报道:自1980年代,美国加州建立起第一批商业化槽式光热电站至今,槽式光热发电技术已历经30余年历史,30年来,槽式集热技术一直处于发展之中。一个看似简单的数学抛物线方程式,影响着槽式光热发电的过去和现在,甚至未来!  槽式集热技术的发展以反射镜板的设计发展为重要标识,从最初的RP1型到最新的RP5型,反射镜板的型号更迭折射着槽式光热发电集热技术的发展历程。反射镜板的规格发展

图:RP1型集热器

  1984年,这是光热发电迈向商业化开发的元年,也是在这一年,RP1作为最早的槽式集热技术方案开始应用,RP1的开口较小,宽度为2550mm,焦距700mm,搭配相对较细的真空集热管,聚光倍数约63倍左右,集热温度可达307℃,但由于其应用很少,并未在一个光热发电站中实现全部应用,其实际集热温度是否能满足发电要求不得而知。其集热系统由两片1570mm*1400mm(弧长)的反射镜组成,结构相对简单。很可能是由于其集热温度较低,这样的系统并未在市场上实现大批量应用,仅在SEGS1中试用了42600片,在SEGS2电站中试用了一些。

图:RP2型集热器

  1985年,RP2作为第二代产品出现,RP2的设计相对RP1更加复杂,开口宽度扩大一倍达5000mm,焦距1490mm,开口和焦距的倍增使反射面板的数量也相应增加了一倍,由两片变成了四片,尺寸分别为内片1570mm*1400mm(弧长)和外片1570mm*1324mm(弧长),聚光倍数也达到71倍左右,集热温度可达349℃,完全可以满足发电需求。采用RP2集热技术方案的电站相对较多,西班牙有两个50MW电站,美国加州SEGS3、SEGS4两个电站、Nevada州三个总装机104MW的电站。同时其还在SEGS2、SEGS5、SEGS6、SEGS7等电站中有所应用。相对成熟的RP2第二代集热技术也在新技术的出现后,逐渐退出历史舞台。RP2技术由于得到了小批量的应用,证明了这种设计的可靠性,对大槽的集热技术开发打下了基础。

图:RP3型集热器

  1989 年,第三代反射面板设计RP3开始出现并投入应用,RP3相对前面的几种设计得到了更大规模的应用,也可以说是到目前为止都最为成熟的槽式集热设计。RP3集热系统的开口增大到了5770mm,焦距也提高到了1710mm,反射面板的数量和RP2一样,但尺寸有很大程度地增加,变为了内片1700mm*1641mm(弧长)和外片1700mm*1501mm(弧长),反射面积的增大也使其聚光倍数增加到了82倍左右,集热温度可达390℃,这种设计也更适合高温光热发电的应用,其累计使用面积超过三千万平方米,直到现在仍在进一步应用。  但RP3并不会成为最终的槽式集热系统设计方案,就在RP3广泛应用之时,2009年,第四代产品RP4开始出现。

图:RP4型集热器

  第四代产品虽然已经开发出了五年之久,但由于该技术的开发公司FLAGSOL宣布破产,RP4犹如昙花一现,未能大面积推广应用。第四代产品实际上是第三代产品的优化升级版,焦距并没有变化,还是1710mm,只是开口增大到6770mm,已经做到了在这个焦距上面的最大利用限度,反射面板的数量没有变化,还是由四片组成,只是反射面积更大,内片和外片的尺寸相同,都是1570mm*1900mm(弧长),效率相对提高,集热管加粗到90mm(内管),如此一来,它的聚光比没有增加多少,反而降低到75倍左右。RP4的设计目的是为了适应熔盐传热的应用,增加了集热器宽度的同时也增加了长度,综合成本降低8%~10%。RP4在其短暂的生命历程中曾创造了2.25GW的项目业绩,但却因FLAGSOL的破产而未能实现商业化应用。  第四代产品的应用很少,仅仅只有800米的试验回路在进行示范,但却并未在这个试验回路上进行熔盐传热试验。2012年,也有公司开发了类似的集热技术试验,做了一个回路,只可惜焦距变得更大了。

图:RP5型集热器


  2011年,所谓的第五代集热技术也开始出现,但目前也仅仅建成了一个试验回路,这种槽有更大的开口,达7512mm,采用双焦距设计,内片焦距是1710mm,外片焦距是1878mm,中间间隔增大以增加抗风能力。同时增加了反射面板尺寸,变为了2030mm*2010mm(弧长),内外片尺寸相同。这种集热设计使支架的成本也相应增加,主要是中间的间距增加造成了支架成本的上涨。目前这项新技术尚没有取得市场的认可。

设计混乱 不利于行业发展

从第一代到第五代产品,集热器的设计越来越大,大槽技术的不断发展最终还是为了提高集热温度,适应熔盐等新型传热介质的应用,但要取代导热油作传热介质的传统槽式技术,尚需克服一些困难。


型号开口焦距聚光倍数集热温 反射镜(直边长度*弧长)
RP12550mm700mm63307两片1570mm*1400mm
RP25000mm1490mm71349

四片:

内片:1570mm*1400mm

外片:1570mm*1324mm

RP35770mm1710mm82390

四片:

内片:1700mm*1641mm

外片:1700mm*1501mm

RP46770mm1710mm75——

四片:

均为1570mm*1900mm

RP57512mm

双焦距

内片焦距:1710mm

外片焦距:1878mm

————

四片:

均为2030mm*2010mm

                           表:RP1-RP5的规格设计汇总  对于中国市场,在现有的槽式集热技术的基础上,我们需要进一步优化设计,以满足我国西北地区的恶劣自然环境要求。  对于第一代到第五代产品,应分不同的市场选择应用。针对中温太阳能热利用市场,RP1是否完全可以满足需求?或者说对于更细分的海水淡化市场,RP1和RP2相比哪个更具性价比?对于高温光热发电市场,第三代设计是否是最成熟的终极设计?第四代、第五代集热技术的开发是否应以熔盐等新型传热介质为应用目标?如何统一业内对新型传热介质用槽式集热器的规格认知?……这是目前业内需要认真考虑并统一认识的问题。  对上述问题没有统一的认知,给产品的产业化带来了诸多困难。目前,国内市场上,类似第一代和第二代设计的产品开发相对较多,在开口2500mm~5000mm之间都有分布,较为混乱。业内应结合国内实际情况,对开口尺寸的设计进行统一,这有利于削减成本,有利于对标准产品实行产业化规模化生产。  如果能针对不同的市场应用领域,结合中国的具体环境要求,对对应的槽式集热器进行规格尺寸上的统一,比如,对于中温热利用应用市场,从第一代产品参数上进行优化创新;对于海水淡化等需要更高温度的市场,则以第二代产品为基础进行优创新,对于光热发电等更高温度的市场领域,以第三代产品为基础进行本土化创新。如此以来,我们就可以找到适合中国的、针对不同市场应用领域的、最具性价比的集热方式。而这,将可以进一步实现规模化经济效益,削减度电成本。


最新评论
7人参与
hongguo99
国内槽式集热器支架,还是需要专业的塔架制造软件来优化,比如国外的Abengoa就是做电网铁塔优化发展的
2013-10-18 22:34:55
0
zjchuaran
我很赞成记者的观点,从太阳能热发电技术的发展历史看,该技术是完全由政府主导开发的一项可再生能源技术,特别是欧盟自1998年开始建立包括美国在内的“欧洲槽”联合体,最终于2002完成槽式聚光器的试验和定型,为太阳能热发电技术在欧洲的快速发展奠定基础。“欧洲槽”借鉴了美国“LS-3聚光器”的技术成果,之后出现的各种聚光器多是为降低系统制造成本采取的措施,是否符合我国风速高、风沙大的国情需认真对待。
2013-09-03 12:20:42
0
wenyi
该反射镜,再加高温集热管,再加钢支架,再加安装运输费,每平米成本太高,不利于普及。
2013-06-07 17:00:13
0
wenyi
山西天立富新能源公司研制出“新型抛物槽形聚光镜及跟踪装置”。该聚光镜和现有的抛物槽形聚光镜相比具有:成本低、重量轻、制造工艺简单、运行可靠、寿命长、便于运输和安装、抗风抗冰雹能力强、能和较小动力的跟踪系统相配套、建设规模可大可小。对于新型跟踪装置,其具有结构简单、运行可靠、成本低廉的优点。
2013-06-07 16:57:46
0
wenyi
该反射镜太大,不如山西天立富新能源技术开发有限公司的新型聚光镜。
2013-06-07 16:56:38
0
porpeis
中国西部高寒缺氧,风沙大。都是不利因素,需要重新计算材料等级和用量。
2013-06-07 09:47:26
0
hongguo99
很有必要思想和行动统一,利于降低成本,产业化和行业发展,更利于大家的有效利用
2013-06-06 17:27:01
0
马上参与