CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：隨著“煤改氣”、“煤改電”的雙替代改造的實(shí)行，眾多工業(yè)企業(yè)面臨能源蒸汽成本迅速上漲、燃料價(jià)格生產(chǎn)成本的不斷攀升的現(xiàn)實(shí)問題，市場(chǎng)亟需提供抑制能源成本增加的有效解決方案，使企業(yè)不至于因能源成本上漲而使能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型受阻。

作為一種可再生能源技術(shù)，槽式太陽能集熱系統(tǒng)的高效利用方式開始受到越來越多的關(guān)注，并逐步走向?qū)嵤┞涞?。槽式太陽能工業(yè)蒸汽聚光系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)考慮到更佳適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，同時(shí)要解決太陽能系統(tǒng)的持續(xù)性、匹配性、安全性等諸多挑戰(zhàn)，以達(dá)到不同企業(yè)工廠用蒸汽模式所要求的最佳耦合運(yùn)行方案。

圖：光熱發(fā)電開口5770mm集熱器

圖：工業(yè)蒸汽開口3000mm集熱器

目前，成都禪德太陽電力有限公司（簡稱“成都禪德”）正積極推廣和實(shí)踐槽式太陽能集熱系統(tǒng)?？紤]到目前的工業(yè)企業(yè)“煤改氣、電”為主要的鍋爐形式，成都禪德優(yōu)先開展燃?xì)忮仩t、電鍋爐用戶的太陽能再節(jié)約替代方向，該集熱系統(tǒng)對(duì)于生物質(zhì)、醇基燃料、清潔煤等其他形式保留下來的鍋爐，同樣可行有效。同時(shí)，該公司根據(jù)用戶的資源條件設(shè)計(jì)優(yōu)化合理的多能互補(bǔ)模式。

在設(shè)計(jì)階段，其擯棄了目前光熱發(fā)電槽式集熱的相對(duì)高成本設(shè)計(jì)思想，利用更匹配應(yīng)用溫度區(qū)間采取降低集熱溫度（集熱場(chǎng)出口溫度由393℃下降至235℃左右）、從繁到簡（采用4片反射鏡組成的拋物線減少到2片組成）、從大到小（開口寬度從5770mm降低到3000mm，焦距從1710mm降低到950mm）、從長到短（集熱器組合從150m減少到50m）的思路。這樣使工程所需材料、導(dǎo)熱介質(zhì)及全系統(tǒng)的配置成本大幅下降，溫度和壓力的降低則使集熱系統(tǒng)也降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，反射鏡采用兩片的設(shè)計(jì)也極大的降低了施工安裝成本。

成都禪德利用當(dāng)前市場(chǎng)常規(guī)的中高溫槽式集熱的技術(shù)，采取了提高增強(qiáng)的設(shè)計(jì)思維，在現(xiàn)有中高溫集熱器開口2550mm的基礎(chǔ)上提高了14%的寬度比例，從而達(dá)到了2片反射鏡產(chǎn)品設(shè)計(jì)的接近合理極限寬度，同時(shí)其焦距設(shè)計(jì)也在此基礎(chǔ)上提高了10%，相應(yīng)地，采光面積也提高了14%，加之對(duì)金屬結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，既可以保證性能，還可以降低成本。

通過合理降級(jí)加上優(yōu)化升級(jí)雙重系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，導(dǎo)熱介質(zhì)不僅僅是在最高溫度的設(shè)計(jì)上控制在315°以下，更使導(dǎo)熱油的冷凝點(diǎn)從14℃下降到-18℃，從而降低導(dǎo)熱、傳熱系統(tǒng)的防凝成本。通過合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為打造更專業(yè)利用光熱發(fā)電技術(shù)的累積經(jīng)驗(yàn)，充分汲取中高溫集熱系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，為槽式太陽能工業(yè)用蒸汽市場(chǎng)締造出最理想的槽式集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)最佳方案，以適用于工業(yè)企業(yè)蒸汽領(lǐng)域的廣泛市場(chǎng)。

表：集熱器單元（SCE）參數(shù)

成都禪德自主開發(fā)的槽式太陽能工業(yè)蒸汽市場(chǎng)專用集熱器，設(shè)計(jì)開口寬度為3000mm、焦距950mm，聚光比70倍左右，集熱管可選用管徑在40mm-60mm范圍大小，適用更大范圍的核心部件選擇，有利于降低成本增加競爭力，能夠滿足溫度在120℃～300℃范圍內(nèi)的工業(yè)蒸汽應(yīng)用領(lǐng)域的需要。采取標(biāo)準(zhǔn)化模塊單元每個(gè)SCE集熱器單元(SCE=6000mm)的長度可以適用于6000mm，或者8000mm以及12000mm的不同場(chǎng)地空間需要靈活合理搭配，整個(gè)集熱系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)回路按照200m設(shè)計(jì)，由4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SCA集熱器組合（SCA=50m）組成，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照光熱發(fā)電的光學(xué)效率控制每項(xiàng)核心部件的嚴(yán)格設(shè)計(jì)、精細(xì)制造、光學(xué)檢測(cè)、過程控制、組裝集成、系統(tǒng)優(yōu)化。

表：集熱器組合（SCA）整體參數(shù)

考慮到集熱系統(tǒng)不能影響建工業(yè)廠房高度的因素，采用槽式拋物線短焦距的技術(shù)形式，可以有效避免光污染問題；考慮到工業(yè)有效空間的最大利用，采取單軸跟蹤技術(shù)能夠提高光學(xué)接收效率（相比非跟蹤技術(shù)），為建筑屋頂設(shè)計(jì)更輕便標(biāo)準(zhǔn)模塊化的半拋物面型結(jié)構(gòu)方式；集熱系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油吸熱傳熱換熱，能夠降低系統(tǒng)壓力，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，通過利用導(dǎo)熱油緩沖罐的配置能夠穩(wěn)定輸出給蒸汽發(fā)生器，經(jīng)過蒸汽發(fā)生器內(nèi)的換熱器加熱水，從而給客戶提供穩(wěn)定的蒸汽，避免云的遮擋給系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定影響；通過合理的設(shè)計(jì)儲(chǔ)能方案，為用戶提供更長時(shí)間的太陽能蒸汽利用小時(shí)數(shù)，目前針對(duì)儲(chǔ)能的技術(shù)在可考慮配置低成本固體儲(chǔ)熱、導(dǎo)熱油、低熔點(diǎn)鹽、相變材料等多種模式，為不同用戶的需要設(shè)計(jì)最佳的儲(chǔ)熱方案，以滿足用戶的蒸汽穩(wěn)定需要。

槽式太陽能工業(yè)蒸汽系統(tǒng)可以和現(xiàn)有燃?xì)忮仩t、電鍋爐耦合匹配使用，也可以根據(jù)項(xiàng)目情況配置有機(jī)朗肯、螺桿機(jī)等發(fā)電系統(tǒng)達(dá)到更高利用的模式。槽式集熱器采用多倍聚光的方式，提高集熱溫度及熱能品質(zhì)，突破太陽能只能提供低于80℃熱水的局限，專注于解決工業(yè)領(lǐng)域的蒸汽需求。

圖：為槽式有機(jī)朗肯發(fā)電加供熱的多能互補(bǔ)方案

透過合理優(yōu)化提供穩(wěn)定運(yùn)行可靠的槽式太陽能工業(yè)蒸汽技術(shù)，如何能給客戶帶來好處，是每個(gè)企業(yè)最為關(guān)心的問題，基于槽式光熱技術(shù)的特性，是直接的光熱轉(zhuǎn)換利用，縮短了能量的轉(zhuǎn)換模式。

如今，槽式太陽能集熱工業(yè)蒸汽技術(shù)價(jià)值已經(jīng)突顯，以張家口張北地區(qū)光資源DNI1700kwh/m2/y為例，不考慮企業(yè)場(chǎng)地的成本，僅僅利用槽式太陽能工業(yè)蒸汽的技術(shù)產(chǎn)生的蒸汽價(jià)格低于175元/噸（準(zhǔn)確數(shù)據(jù)需要根據(jù)場(chǎng)地規(guī)模大小進(jìn)行核算）；就目前的天然氣價(jià)格參考3.75元/m3來測(cè)算，產(chǎn)生的蒸汽成本320元/噸左右，此價(jià)格沒有考慮供暖季天然氣價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于天然氣未來價(jià)格會(huì)逐步上漲的風(fēng)險(xiǎn)，工業(yè)企業(yè)本身的利潤率會(huì)被能源成本增加逐年抵消，在可預(yù)見的未來會(huì)讓企業(yè)難以承受，相比5年前的蒸汽成本，其價(jià)格幾乎接近翻番的窘境。

表：張北2t/h的燃?xì)忮仩t對(duì)比槽式太陽能白天6小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽成本對(duì)比（備注：未考慮土地及地基基礎(chǔ)成本）

在“煤改氣”、“煤改電”之后的新時(shí)代，最佳的低成本槽式太陽能工業(yè)蒸汽匹配耦合技術(shù)，必將會(huì)給企業(yè)帶來低成本可再生能源多能互補(bǔ)利用時(shí)代。

在未來，提高槽式太陽能工業(yè)蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，為廣大工業(yè)企業(yè)節(jié)約能源成本，需要諸多相關(guān)企業(yè)攜手設(shè)計(jì)制造、優(yōu)化技術(shù)、精良裝備、共贏市場(chǎng)，開展槽式太陽能工業(yè)蒸汽系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化、模塊化、規(guī)模化、優(yōu)化集成、合理利用的工業(yè)綠色動(dòng)能發(fā)展之路。

注：本文作者系成都禪德太陽能電力有限公司王洪國，聯(lián)系作者：電話：13810518839；郵箱：13810518839@163.com.