鏡場是收集太陽能量、保證熱能源源不斷輸送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是光熱電站的能量寶庫。但在電站運(yùn)行過程中，長期暴露在空氣中的鏡場需要定期清理，如遇極端天氣還有可能造成重大損失。

目前，加拿大的一家初創(chuàng)公司Solar Steam研發(fā)了一款放置在透明封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)的太陽能槽式鏡，或?qū)⒊蔀樯鲜鰡栴}的新型解決方式。

近日，Solar Steam被Foresight Canada評選為該國最具投資價值的清潔技術(shù)公司之一。這家初創(chuàng)企業(yè)利用創(chuàng)新型槽式聚光集熱技術(shù)生產(chǎn)熱水和蒸汽，以供需要在2030年前實現(xiàn)20-30%綠色能源目標(biāo)的工業(yè)和機(jī)構(gòu)客戶使用。

Solar Steam榮獲“最具投資價值”加拿大初創(chuàng)企業(yè)獎

模塊化、方便運(yùn)輸的封閉式槽式集熱設(shè)計

據(jù)Solar Steam官網(wǎng)介紹，Solar Steam的槽式技術(shù)專為在極端氣候下運(yùn)行而設(shè)計，即：在透明封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)使用一系列輕型太陽能槽式聚光鏡將太陽熱能集中到接收器上。其外殼經(jīng)過定制設(shè)計，可實現(xiàn)最佳的透光率，并可使太陽能鏡場在免受惡劣天氣條件影響的同時保持鏡場清潔。

據(jù)悉，該公司有兩種尺寸的模塊化集熱器產(chǎn)品，可根據(jù)客戶的資金情況和技術(shù)需要選擇部署，并適用于各種需要熱量的工業(yè)用戶。該模塊化系統(tǒng)是一個完整的、方便運(yùn)輸?shù)膯卧瑫r它們本質(zhì)上只是為客戶改變了燃料能量的來源，因此與客戶現(xiàn)有工藝流程的結(jié)合非常簡單、高效，可以做到幾乎不需要停機(jī)。

”我們的榮譽(yù)之一是成為‘號召卡爾加里市就尖端技術(shù)提出建議的市長創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽’的決賽選手?！盨olar Steam首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Apostol Radev表示?！蔽覀冞€參加了阿爾伯塔省政府的一個名為綠色STEM的項目。該項目支持深度技術(shù)開發(fā)，解決已確定的行業(yè)挑戰(zhàn)，但與軟件技術(shù)相比，其商業(yè)化時間更長。今年早些時候，我們也非常幸運(yùn)地成為第一家加入Gener8tor的加拿大公司。Gener8tor是位于美國中西部的一個加速器項目，我們是他們第一批可持續(xù)發(fā)展團(tuán)隊的成員。

緩解氣候變化帶來的機(jī)遇

為以推動消費(fèi)者使用更清潔的能源，2019年加拿大開始實施目前已達(dá)每噸50美元的碳稅計劃。到2030年，碳稅將逐步升至每噸170美元。同時該計劃還有一個溫和但不斷提高的清潔燃料標(biāo)準(zhǔn)；要求減少提取、精煉、分配和使用過程中的碳排放。到2023年，工業(yè)領(lǐng)域的碳強(qiáng)度(CI)必須實現(xiàn)每兆焦耳(gCO2e/MJ)減少至少3.5克，到2030年這一數(shù)值將增加到14克。

另以石油行業(yè)為例，按照該法規(guī)，加拿大2023年汽油的碳強(qiáng)度(CI)限制設(shè)定為每兆焦耳(gCO2e/MJ)91.5克二氧化碳當(dāng)量。到2030年及之后，當(dāng)限制設(shè)定為81 gCO2e/MJ時，CI限制每年都會增加。對于柴油，限制從2023年的89.5 gCO2e/MJ開始，并在2030年及之后上升至79 gCO2e/MJ。該法規(guī)有助于行業(yè)發(fā)展，并幫助加拿大盡快實現(xiàn)凈零碳排放。

Apostol Radev表示：“人們對降低溫室氣體影響的重要性有了新的認(rèn)識，同時也開始愈發(fā)重視降低與工藝熱相關(guān)的溫室氣體影響。而Solar Steam代表了一種經(jīng)濟(jì)高效且易于部署的新興技術(shù)，可減少碳排放、降低OPEX（即企業(yè)的經(jīng)營費(fèi)用開支），并提高客戶在日益受到碳約束的全球經(jīng)濟(jì)中的競爭力?！?/p>

作為一名新加拿大人，擁有商業(yè)管理背景的Apostol Radev離開工作崗位到卡爾加里大學(xué)攻讀可持續(xù)能源發(fā)展研究生課程后，開始對利用太陽能為工業(yè)生產(chǎn)提供蒸汽產(chǎn)生了興趣【注：卡爾加里（詳細(xì)位置見下圖）是Solar Steam誕生的地方】

Apostol Radev對此介紹道：“在卡爾加里，我開始意識到處理流體尤其是水介質(zhì)的重要性，并開始研究它們與各種類型能量生產(chǎn)過程的關(guān)系?！?/p>

成功解決凍堵難題

雖然接近北極，但加拿大阿爾伯塔省的DNI值出奇地高【詳見上圖，DNI是決定聚光集熱系統(tǒng)集熱效果和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵指標(biāo)】

然而，在目標(biāo)市場溫度如此之低的情況下，Apostol Radev的初創(chuàng)公司需要努力確保管道不會結(jié)冰，并將蒸汽/熱水從集熱器輸送到需要供熱的工業(yè)建筑。

“風(fēng)險總是存在的，但從2022年1月開始，我們能夠在遠(yuǎn)低于零攝氏度的溫度下進(jìn)行試點——在最初的六個月里，我們僅使用鍋爐給水，就能夠完成無中斷運(yùn)行。”Apostol Radev指出，“目前，我們正在將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為乙二醇系統(tǒng)，以便在2023年1月氣溫降至目前的水平時，解決冬季氣溫過低的問題。同時，我們在通往集熱模塊的管線上安裝了隔熱層?！?。

設(shè)想典型客戶工藝要求：40bar，250°C水蒸氣

Apostol Radev相信，通過與當(dāng)?shù)氐膸准液献骰锇橥献?，未來公司將快速擴(kuò)大規(guī)模，并有望在明年推出一條生產(chǎn)線。目前，SolarSteam已經(jīng)制造了一個試驗系統(tǒng)并完成了一年測試。

據(jù)悉，Apostol Radev設(shè)想的典型客戶的需求是：40bar的壓力下需要250°C的水蒸氣。除了可利用儲熱系統(tǒng)來解決太陽能的間歇性問題，Solar Steam還可以提供基于客戶現(xiàn)有供熱系統(tǒng)的耦合系統(tǒng)方案，以幫助客戶在減少碳排放、降低成本的同時保障供能的安全性。

Apostol Radev表示：“憑借創(chuàng)新型技術(shù)，我們有自信通過使用較小的集熱系統(tǒng)幫助客戶實現(xiàn)到2030年清潔能源利用比例達(dá)20-30%的目標(biāo)。而在更遠(yuǎn)的未來，我們將通過部署更大規(guī)模的太陽能集熱系統(tǒng)，并配置搭配免費(fèi)綠色熱源的儲熱系統(tǒng)，助力更多公司真正實現(xiàn)凈零排放?！?/p>