發(fā)布者:本網(wǎng)記者Robin Jason | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 2評(píng)論 | 9948查看 | 2013-05-30 15:53:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:傳統(tǒng)的太陽能反射鏡從低鐵玻璃到最終被加工為符合技術(shù)指標(biāo)的成品,其中要經(jīng)過一道重要的工序即鍍膜,通常采用化學(xué)法在4mm厚的玻璃基層表面鍍一層銀和一層銅來達(dá)到反射指標(biāo)要求。另外,還需涂三層防護(hù)漆以防止膜層脫落,增強(qiáng)耐候性。整體的加工流程較為復(fù)雜。

圖:ReflecTech反射膜
從價(jià)格上來看,目前槽式鏡的市場(chǎng)價(jià)格在200元~300元人民幣/平方米左右。這類傳統(tǒng)的太陽能玻璃反射鏡當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)格雖然已經(jīng)有顯著下跌,但由于這種反射鏡的重量較大,其帶來的衍生投資仍較多。如對(duì)支架系統(tǒng)的要求更為嚴(yán)格,整個(gè)光場(chǎng)系統(tǒng)的造價(jià)因需要耗費(fèi)較多支架、地樁建設(shè)等方面的投資而高居不下。
反射膜技術(shù)的擁躉者
反射膜技術(shù)的擁躉者認(rèn)為,輕質(zhì)的新型反射膜技術(shù)的應(yīng)用可以為光熱發(fā)電光場(chǎng)系統(tǒng)的成本下跌找到出路,雖然目前還缺乏實(shí)際的大型商業(yè)化項(xiàng)目的驗(yàn)證,但其仍不失為一個(gè)有較大發(fā)展?jié)?span style="line-height: 1.8em;">力的有研究?jī)r(jià)值的解決方案。
當(dāng)前在太陽能反射膜技術(shù)上研發(fā)較多的有兩家公司,分別是3M和Skyfuel旗下的ReflecTech。3M以反射膜及其附屬產(chǎn)品如膜邊緣用的密封膠、清潔劑等的研發(fā)和銷售為主,但并不提供整體反射鏡系統(tǒng)方案,而Skyfuel則提供整體的SkyTrough反射膜反射鏡系統(tǒng)方案。
據(jù)CSPPLAZA記者從公開資料上了解到的信息,ReflecTech的反射膜是一種鍍銀高分子聚合物薄膜,由SkyFuel的全資子公司ReflecTech公司和美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)聯(lián)合開發(fā),其產(chǎn)品已經(jīng)在NERL通過了能效測(cè)試,并在一個(gè)1MW的槽式光熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)回路中經(jīng)過了18個(gè)月的運(yùn)行測(cè)試后證明了其產(chǎn)品的可靠性。同時(shí)通過了11m/s風(fēng)速的抗風(fēng)測(cè)試,在超加速風(fēng)化系統(tǒng)內(nèi)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,得出了其光學(xué)耐久性可達(dá)30多年的結(jié)論。
另外,NREL對(duì)ReflecTech槽式反射鏡和傳統(tǒng)的歐洲槽反射鏡系統(tǒng)進(jìn)行了內(nèi)涵能源(又稱“隱含能源”,是指產(chǎn)品上游加工、制造、運(yùn)輸?shù)热^程所消耗的總能源)的分析對(duì)比,結(jié)果顯示,ReflecTech槽式反射鏡的內(nèi)涵能源消耗為332MJ/m2,而歐洲槽反射鏡系統(tǒng)的內(nèi)涵能源消耗為535MJ/m2,比前者要高出61%。這主要是因?yàn)镽eflecTech反射鏡不需要采用4mm厚的玻璃作為基層,其只需要在1.3mm厚的鋁板上附上一層ReflecTech反射膜即可,總的厚的僅僅1.36mm,比玻璃反射鏡的4mm薄很多,整體重量?jī)H為玻璃反射鏡的1/3。加工制造的能耗較低,運(yùn)輸成本也大大削減。
Skyfuel利用反射膜技術(shù)生產(chǎn)SkyTrough高性能拋物槽式太陽能集熱器,其搭配80mm高溫真空集熱管,開口6米,比傳統(tǒng)的歐洲槽略大,反射鏡采用鋁質(zhì)基板,上面覆ReflecTech反射膜。SkyTrough反射鏡系統(tǒng)已經(jīng)于2010年2月份開始在加州SEGS‖電站中進(jìn)行示范運(yùn)行。同時(shí),Skyfuel在海外多個(gè)市場(chǎng)進(jìn)行拓展,在中國(guó)的活動(dòng)也極為頻繁,其早先與國(guó)內(nèi)相關(guān)單位計(jì)劃合作在葫蘆島建設(shè)一個(gè)50MW的槽式電站,但最終不了了之。目前其正與相關(guān)單位計(jì)劃合作在山西忻州、河北張家口各開發(fā)一座大規(guī)模槽式電站,項(xiàng)目最終能否落地尚有待觀察。
據(jù)3M公司提供的資料顯示,其開發(fā)的太陽能反射鏡薄膜1100產(chǎn)品是一種鍍銀的抗寒耐熱的丙烯酸薄膜,在大氣質(zhì)量為AM1.5(AM1.5,是太陽光經(jīng)過大氣層的路程是垂直距離的1.5倍)時(shí),其半球向反射率為94.2%。整體重量要比玻璃反射鏡輕50%以上。
重量較輕為這種反射鏡向大槽方向發(fā)展提供了更高的可行性。3M與Gossamer Space Frames公司此前就開展了相關(guān)合作,將其太陽能鏡面反射膜1100的耐久性、設(shè)計(jì)靈活性和高反射性、輕質(zhì)性和Gossamer Space Frames司在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新性進(jìn)行結(jié)合,研發(fā)了一種大型的槽式反射鏡系統(tǒng)LAT73,其擁有7.3米的開口尺寸,比傳統(tǒng)的5.7米的歐洲槽的開口要大很多。其宣稱采用這種反射鏡系統(tǒng)可以降低25%的光場(chǎng)系統(tǒng)成本。這種大開口槽式反射膜反射鏡系統(tǒng)早在2011年9月份就開始在加州SEGS 1&2槽式電站上進(jìn)行示范運(yùn)行。
3M中國(guó)公司有關(guān)人士還對(duì)CSPPLAZA記者表示,反射膜產(chǎn)品的輕質(zhì)化使其對(duì)地質(zhì)的要求大大降低,沙地也可實(shí)現(xiàn)安裝,對(duì)支架等支撐結(jié)構(gòu)的要求更低。
反射膜技術(shù)的應(yīng)用障礙
上述3M中國(guó)公司人士對(duì)本網(wǎng)記者坦承,反射膜技術(shù)目前最大的障礙是價(jià)格較高,硬度比玻璃鏡要差。
據(jù)CSPPLAZA記者了解,3M公司的太陽能反射鏡薄膜1100產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格高達(dá)400元/平方米,再加上鋁質(zhì)或不銹鋼基板的價(jià)格,其價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如玻璃反射鏡。另據(jù)Skyfuel中國(guó)區(qū)代表朱偉對(duì)本網(wǎng)記者透露,ReflecTech反射膜并不單獨(dú)出售,其只搭配SkyTrough反射鏡系統(tǒng)整體出售,因此反射膜的具體價(jià)格尚無法得知,但他也未向記者透露整體反射鏡系統(tǒng)的大概價(jià)格,只表示會(huì)根據(jù)具體項(xiàng)目進(jìn)行單獨(dú)價(jià)格談判。另外,硬度較低可能使其耐候性無法與玻璃反射鏡抗衡,特別是在中國(guó)西部自然環(huán)境較為惡劣的地區(qū),其產(chǎn)品是否能經(jīng)得起25年的運(yùn)營(yíng)周期考驗(yàn),尚不得知。但反過來說,雖然其價(jià)格較高,但由于其產(chǎn)品的上述優(yōu)點(diǎn),采用這種產(chǎn)品帶來的衍生投資較小,如支架、地形平整、安裝工作等各方面的投資都會(huì)有所降低,因此,采用這種技術(shù)建設(shè)的光場(chǎng)與采用玻璃反射鏡建設(shè)的光場(chǎng)的整體成本到底哪個(gè)更低,還有待做進(jìn)一步對(duì)比和實(shí)踐驗(yàn)證。
大明玻璃CSP事業(yè)部總經(jīng)理王朝陽在接受本網(wǎng)記者采訪時(shí)表示,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面來看,都尚不能確定反射膜技術(shù)的商業(yè)可行性。技術(shù)方面,一是其反射率到底如何尚沒有一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的檢測(cè)認(rèn)證;二是其使用壽命,反射膜在運(yùn)行幾年后是否會(huì)發(fā)霉、變質(zhì)等,反射率是否會(huì)有較大的衰減等,這些都不能完全確定;三是其聚光精度較難控制,反射膜需要搭配金屬基板,其聚光精度由金屬基板如鋁板決定,如何保障鋁板的弧面精度是一個(gè)問題,即便鋁板的精度可以保證,把反射膜貼上去這一過程也很可能會(huì)影響弧面的精度。再一個(gè)從經(jīng)濟(jì)性上來看,目前也沒有實(shí)際的商業(yè)化項(xiàng)目數(shù)據(jù)支撐其成本比玻璃反射鏡較低的論斷。
國(guó)際某光熱發(fā)電反射鏡領(lǐng)先廠商相關(guān)人士也認(rèn)為,反射膜產(chǎn)品的反射率和耐候性是個(gè)問題,其反射率要比玻璃反射鏡低些,根據(jù)DLR對(duì)多種反射鏡的反射率的測(cè)試結(jié)果分析,在ASTM G173標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜環(huán)境下,高分子反射膜的反射率要比一般玻璃反射鏡的反射率略低(產(chǎn)品種類不詳),分別為92.2%和93.9%。雖然僅僅是百分之一點(diǎn)幾的差距,但仍會(huì)對(duì)反射鏡的集熱效率產(chǎn)生較大影響。另外由于其反射膜是直接貼在基板上表層的,比傳統(tǒng)的鍍膜層后置(反射鏡背面鍍膜)所遭受的環(huán)境影響更大,到底能不能運(yùn)行20年以上還不好說。
某不愿具名的太陽能反射鏡研發(fā)工程師對(duì)CSPPLAZA記者補(bǔ)充稱,除了上述缺陷,反射膜產(chǎn)品的清洗問題也是個(gè)難點(diǎn),由于其是在有機(jī)材料上鍍膜,鍍膜后表面沒有玻璃光滑,空氣中的塵埃等污染物比較容易粘附上去,清洗也較為困難。另外,玻璃反射鏡要鍍上三層防護(hù)漆,第一層保護(hù)漆就是丙烯酸樹脂層,第二層是醇酸樹脂層,第三層是聚氨酯樹脂層,也就是人們說的抗UV層,其目的就是為了增強(qiáng)產(chǎn)品的耐候性,從這一點(diǎn)上看,反射膜的耐候性理論上也難以與玻璃反射鏡相抗衡。再者,反射膜對(duì)基板材質(zhì)的要求也較高,需具有較強(qiáng)抗氧化性。以常用的鋁板為例,一般的鋁材并不適用,需要采用3A21號(hào)鋁材,該型號(hào)鋁以其出色的抗老化性和可塑性被稱為“航空鋁”,目前主要用于航空航天和高級(jí)易拉罐的生產(chǎn),這導(dǎo)致其基板的生產(chǎn)成本也較高。
總的來看,反射膜技術(shù)的推廣應(yīng)用尚面臨著不少障礙,目前在絕大多數(shù)項(xiàng)目開發(fā)商看來,其相對(duì)成熟的玻璃反射鏡產(chǎn)品