CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：自2017年開始首次工業(yè)化試運(yùn)行以來(lái)，由奧地利HELIOVIS（簡(jiǎn)稱HELIOVIS）采用全新HELIOtube集熱器所建設(shè)的西班牙示范項(xiàng)目已成功運(yùn)行兩年有余。

該示范項(xiàng)目裝機(jī)1MWth，設(shè)有一套長(zhǎng)220米，直徑 9米的太陽(yáng)能光熱集熱裝置，集熱面積約1600平方米（寬8米，長(zhǎng)200米）。與傳統(tǒng)拋物線槽式集熱器不同，該項(xiàng)目安裝的名為“HELIOtube”的集熱器是一種創(chuàng)新型充氣薄膜集熱器。

據(jù)HELIOVIS首席財(cái)務(wù)官Wolfram Krendlesberger近日向媒體介紹，開發(fā)該款集熱器的目標(biāo)是為了將集熱器成本降至每平方米90歐元左右，相比傳統(tǒng)槽式集熱器將大大降低。經(jīng)過(guò)兩年多的成功示范，HELIOVIS目前正在探索將該技術(shù)進(jìn)行更大規(guī)模的商業(yè)化部署。

主要技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

據(jù)了解，該款集熱器主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：

1、采用可回收塑料薄膜作為原材料

集熱器的主要零部件為采用由可回收塑料等原材料制成的充氣型薄膜，與傳統(tǒng)的“鋼結(jié)構(gòu)+玻璃反射鏡”完全不同，該設(shè)計(jì)可使HELIOtube裝置造價(jià)比目前市場(chǎng)上的傳統(tǒng)槽式集熱器大幅下降，并能有效減少在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳排放。

2、全封閉式管狀設(shè)計(jì)，清潔簡(jiǎn)單

包括吸熱管、反光膜等所有技術(shù)部件完全由低成本和輕質(zhì)的塑料結(jié)構(gòu)包裹，因此不會(huì)暴露在風(fēng)中或磨損。整個(gè)集熱器只有約為周長(zhǎng)三分之一的透明部分暴露在空氣中，需要定期清潔，但因?yàn)槎栊酝该髂さ谋砻鎻埩^低，大部分清潔工作只需要壓縮空氣即可完成。

3、便于運(yùn)輸與安裝，可有效節(jié)約人工費(fèi)用

每一條HELIOtube的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為220米，可直接用標(biāo)準(zhǔn)的40英尺海運(yùn)集裝箱裝運(yùn)，物流上更為便利；到達(dá)目的地后，對(duì)集熱器進(jìn)行充氣安裝即可，避免了傳統(tǒng)裝置復(fù)雜且耗時(shí)的安裝程序。

4、可實(shí)現(xiàn)CSP/PV混合電站設(shè)計(jì)，全天候供電供熱

集熱器外形設(shè)計(jì)上具備良好的空氣動(dòng)力性，同時(shí)集熱場(chǎng)系統(tǒng)還設(shè)有防風(fēng)柵欄，除了集熱場(chǎng)周圍，在每?jī)蓷lHELIOtube之間也設(shè)有一排防風(fēng)柵欄，每條HELIOtube均設(shè)有加強(qiáng)環(huán)來(lái)抵御強(qiáng)風(fēng)。同時(shí)，在公司設(shè)計(jì)的光熱混合項(xiàng)目中（見下圖），HELIOtube組建的集熱器回路之間用來(lái)安裝帶跟蹤器的光伏電池板，這樣的設(shè)計(jì)不僅提高了太陽(yáng)能資源的利用率，也利用了這些光伏面板組成了特有的自適應(yīng)防風(fēng)系統(tǒng)。

圖：HELIOtube技術(shù)與光伏相結(jié)合的混合太陽(yáng)能電站

欲深入了解該集熱器的工作原理，可查閱文末由奧地利HELIOVIS公司副總裁Labib Kazkaz此前在CPC大會(huì)上發(fā)布的演講視頻（總時(shí)長(zhǎng)約35分鐘）：

瞄準(zhǔn)全球工業(yè)熱利用與蒸汽市場(chǎng)

除了上述集熱器方面的創(chuàng)新，利用該技術(shù)開發(fā)的光熱電站相比其他傳統(tǒng)槽式光熱電站并無(wú)二致，鑒于導(dǎo)熱油的工作溫度受限，系統(tǒng)最高運(yùn)行溫度可達(dá)到400°C左右。

基于該技術(shù)特點(diǎn)，除了光熱發(fā)電領(lǐng)域，目前HELIOVIS正將目光瞄準(zhǔn)資金投入和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用均相對(duì)更低的工業(yè)熱利用或工業(yè)蒸汽市場(chǎng)。

Wolfram Krendlesberger指出，如果傳熱介質(zhì)允許，HELIOtube集熱器可以應(yīng)用于工作溫度從90°C——550°C的不同領(lǐng)域的供熱與工業(yè)蒸汽市場(chǎng)。他進(jìn)一步補(bǔ)充表示，如果項(xiàng)目規(guī)模能達(dá)到2-50個(gè)集熱單元，就可以以交鑰匙工程的模式實(shí)現(xiàn)理想的市場(chǎng)化運(yùn)作。

HELIOVIS方面預(yù)計(jì)，該技術(shù)在直接輻射值（DNI）大于1800kWh/㎡/年的地區(qū)都具備開發(fā)潛力，按此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，該技術(shù)適用范圍可覆蓋整個(gè)南歐、中東北非區(qū)域以及中國(guó)、澳大利亞和美洲的大部分地區(qū)。

此外，HELIOVIS方面表示，如果有意向合作客戶，公司可以通過(guò)在奧地利的總部直接操作上述西班牙示范項(xiàng)目以進(jìn)行演示。該項(xiàng)目跟蹤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化并可通過(guò)數(shù)據(jù)輸入實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，軟件與安全備份系統(tǒng)也一樣。在西班牙項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T只需要負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的清潔程序即可。

理想型市場(chǎng)：100%光熱海水淡化+零鹽水排放

Wolfram Krendlesberger表示：“有很多工業(yè)過(guò)程不僅需要電，還需要熱，還有一些甚至需要連續(xù)24小時(shí)供應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)了一些非常適合采用HELIOtube集熱系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是海水淡化和鹽水處理方面，例如使用RO水處理系統(tǒng)往往需要24小時(shí)連續(xù)的電力供應(yīng)?！?/p>

據(jù)Wolfram Krendlesberger介紹，目前由反滲透技術(shù)主導(dǎo)的海水淡化行業(yè)需要大量的電力供應(yīng)，而其副產(chǎn)物——有毒的濃鹽水通常會(huì)被直接排回大海等源水體。鑒于該處理方式對(duì)于環(huán)境非常不利，很多地方政府越來(lái)越不能容忍這種生產(chǎn)方式。如果想將這些高濃度的有毒鹽水實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好式處理，則往往需要大量的工業(yè)熱能。

在這種情況下，上文提到的、由HELIOVIS開發(fā)的光熱+光伏的混合項(xiàng)目便可以提供最佳的解決方案，即完全利用太陽(yáng)能為該工業(yè)過(guò)程提供電能和熱能。

按照HELIOVIS的設(shè)計(jì)，白天海水淡化系統(tǒng)工作時(shí)可以由光伏或光伏+光熱聯(lián)合供電，晚上則可以利用儲(chǔ)熱系統(tǒng)提供電能。

目前看來(lái)，未來(lái)更多的國(guó)家與地方政府將對(duì)海水淡化過(guò)程產(chǎn)生的濃縮鹽水加強(qiáng)管控，不再允許直接排放到大海中；而是通過(guò)更加嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)要求海水淡化項(xiàng)目必須配置零液體排放（ZLD）設(shè)施，將濃縮鹽水中的水分全部蒸發(fā)出來(lái)，使其中鹽分等礦物質(zhì)結(jié)晶出來(lái)，再加工成可實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的礦物質(zhì)產(chǎn)品。

在傳統(tǒng)的海水淡化裝置中，電力和熱量往往都來(lái)自化石燃料，因此屬于高耗能行業(yè)，污染非常嚴(yán)重。

Wolfram Krendlesberger對(duì)此評(píng)價(jià)道：“這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常好的點(diǎn)。我們不僅可以為反滲透裝置提供清潔的太陽(yáng)能電力，還可以為現(xiàn)有的反滲透海水淡化廠增添零排放設(shè)施或者為包含零排放設(shè)施的正向滲透(FO)海水淡化系統(tǒng)等新興技術(shù)提供清潔熱量?！?/p>

圖：HELIOVIS針對(duì)海水淡化市場(chǎng)設(shè)計(jì)的供熱系統(tǒng)運(yùn)行原理圖

一般來(lái)說(shuō)，所有脫鹽加ZLD技術(shù)都需要不同組合的熱量和裝機(jī)功率。純反滲透工藝需要全天候輸入電力，再加上ZLD系統(tǒng)，就同時(shí)需要電能和熱能。目前新興的正滲透技術(shù)（FO）對(duì)電力需求有一定下降，但仍需要大量的熱能。HELIOVIS認(rèn)為，這種用能需求對(duì)于基于HELIOtube技術(shù)開發(fā)的光熱光伏混合太陽(yáng)能電站極為適合。

關(guān)于未來(lái)發(fā)展，HELIOVIS方面表示，目前西班牙示范項(xiàng)目的成功運(yùn)行已經(jīng)充分驗(yàn)證了HELIOtube系統(tǒng)的可行性，后續(xù)HELIOVIS將致力于和全球范圍內(nèi)的投資者與合作伙伴一起，將該技術(shù)向海水淡化等更多適合的潛在市場(chǎng)進(jìn)行商業(yè)化推廣。

注：如欲深入了解該技術(shù)或與HELIOVIS洽談合作，可與本網(wǎng)工作人員聯(lián)系。