中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)作為技術(shù)成熟度和商業(yè)化驗(yàn)證程度最高的發(fā)電方式，在全球光熱電站中已得到廣泛應(yīng)用。自20世紀(jì)80年代美國(guó)加州建成第一批商業(yè)化槽式光熱電站以來，光熱行業(yè)為了降低成本，提高利用效率，對(duì)關(guān)鍵組件槽式集熱器進(jìn)行了持續(xù)的技術(shù)革新。但截止目前，傳統(tǒng)槽式集熱器依舊以“鋼結(jié)構(gòu)支架+玻璃反射鏡”模式為主，受制于原材料價(jià)格，成本下降空間較為有限。
來自?shī)W地利的HELIOVIS AG公司似乎為槽式技術(shù)的進(jìn)一步革新帶來了新的希望，其研制的便攜式充氣薄膜槽式集熱器HELIOtube或有望重新定義槽式集熱器。近日，CSPPLAZA記者就此采訪了HELIOVIS公司CEO Felix Tiefenbacher和中國(guó)區(qū)經(jīng)理范能。
HELIOVIS公司建立的契機(jī)
Tiefenbacher是一位來自瑞士的實(shí)驗(yàn)及量子物理學(xué)家，在和朋友的交流中，他發(fā)現(xiàn)兩人都希望能在太陽(yáng)能的工業(yè)化用途上大展拳腳，并發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，于是逐漸產(chǎn)生了成立HELIOVIS公司的想法。
經(jīng)過一年多的準(zhǔn)備，公司于2009年正式成立，主要致力于提供低成本高效率的創(chuàng)新型太陽(yáng)能光熱解決方案，其成功研制出上述便攜式充氣薄膜槽式集熱器——HELIOtube。
HELIOtube集熱器工作原理
事實(shí)上，HELIOtube與傳統(tǒng)槽式集熱器運(yùn)用的原理是一樣的，只不過徹底改變了原有的“鋼結(jié)構(gòu)+玻璃反射鏡”結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)而使用可回收的塑料薄膜作為原材料。充氣安裝好的HELIOtube呈圓柱狀，中心的鏡面薄膜將柱體分為一上一下兩個(gè)密閉空間，利用上下之間細(xì)微的氣壓差使鏡面薄膜以適宜弧度向下拱起，從而將射向鏡面的太陽(yáng)光線反射至柱體頂部的帶反射鏡的集熱管裝置。那么，作為HELIOtube集熱器最關(guān)鍵部分的薄膜都使用了什么材質(zhì)呢？
“HELIOtube集熱器主要包括三層薄膜，分別是透光膜，鏡面膜和基膜。每種膜的材料都經(jīng)過了反復(fù)挑選和嚴(yán)格檢驗(yàn)，經(jīng)過8年的研究試驗(yàn)，直到近三五年內(nèi)才逐漸確定最終材料，因此薄膜的質(zhì)量我們可以保證。其中，透光膜使用的是ETFE材質(zhì)，基膜使用PVC材料?！盩iefenbacher解釋道。
圖：傳統(tǒng)槽式集熱器與HELIOtube的工作原理示意圖
據(jù)CSPPLAZA記者了解，ETFE(ethylene-tetra-fluoro-ethylene)，中文全稱為乙烯-四氟乙烯共聚物，俗稱F-40，是最強(qiáng)韌的一種氟塑料，它在保持了聚四氟乙烯良好的耐熱、耐化學(xué)性能和電絕緣性能的同時(shí)，在耐輻射和機(jī)械性能方面有很大程度的改善。這種ETFE膜的耐熱度為-300~300°C，使用壽命至少為25-35年，而且?guī)缀醪恍枞粘１ｐB(yǎng)，一年檢查一次即可。ETFE膜為完全可再循環(huán)利用材料，可再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或者分離雜質(zhì)后生產(chǎn)其它ETFE產(chǎn)品。北京水立方的外墻即是用ETFE膜制成的。
HELIOtube集熱器的三大優(yōu)勢(shì)
Tiefenbacher和范能向記者詳細(xì)介紹了上述設(shè)計(jì)的三大優(yōu)勢(shì)，具體如下：
低成本：HELIOtube集熱器擺脫了傳統(tǒng)“鋼結(jié)構(gòu)+玻璃反射鏡”的集熱器結(jié)構(gòu)，采用可回收的塑料薄膜作為原材料，這一徹底改變是大幅度降低集熱成本的關(guān)鍵所在（可降低約55%）。也就是說，后期的物流、安裝、運(yùn)營(yíng)、回收等環(huán)節(jié)的成本也隨之下降。范能強(qiáng)調(diào)，“HELIOVIS公司的核心宗旨是用更低的成本，取得更多的能量。公司自成立起就一直在考慮如何找到簡(jiǎn)單低成本的方法來發(fā)展光熱技術(shù)，于是就有了我們現(xiàn)在對(duì)集熱器材料和結(jié)構(gòu)的徹底改造。我們傾向于先把成本降下來，然后再考慮提高精度，如果一味追求精度而導(dǎo)致成本不斷提高的做法是不現(xiàn)實(shí)的?！?
運(yùn)輸方便：特殊的塑料薄膜原材料讓HELIOtube可采用卷裝方式替代傳統(tǒng)的復(fù)雜裝配線，物流便利，可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。與此同時(shí)，拆卸方便，塑料薄膜可回收再利用于其它工業(yè)項(xiàng)目。
抗風(fēng)性能佳：眾所周知，國(guó)內(nèi)大多數(shù)光熱電站都建在氣候環(huán)境惡劣的西部地區(qū)，風(fēng)沙、強(qiáng)風(fēng)和寒冷的天氣都難以避免。那么HELIOtube能否在這種環(huán)境下維持25年的使用周期？Tiefenbacher對(duì)此很有自信，他表示，“HELIOtube選用的塑料薄膜經(jīng)過了多年反復(fù)試驗(yàn)，已經(jīng)充分考慮到了各種不利氣候條件，即使是在寒冷的氣候條件下也不會(huì)變形凍??；而集熱管安裝在薄膜充氣囊內(nèi)部，和外界沒有直接接觸，這種密封條件讓氣囊里外溫度相差10度左右，而且風(fēng)不會(huì)把熱量帶走，熱損相對(duì)小，利于保溫；清潔時(shí)則可以把氣囊轉(zhuǎn)過來去除風(fēng)沙灰塵，非常方便。圓柱形的氣囊具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)特性，組成的光場(chǎng)內(nèi)部不宜產(chǎn)生強(qiáng)氣流，再加上外部有鋼結(jié)構(gòu)支撐，還有擋風(fēng)墻，抗風(fēng)性能很強(qiáng)?！?
西班牙1MWth項(xiàng)目的成功示范
為推廣該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，HELIOVIS去年為一家西班牙農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)建設(shè)了一套9米寬220米長(zhǎng)的光熱集熱回路，占地面積約6000平方米，裝機(jī)規(guī)模約1MWth，該項(xiàng)目已于今年6月投入運(yùn)行。Tiefenbacher表示對(duì)該項(xiàng)目目前的運(yùn)行狀況非常滿意，稱其運(yùn)行僅三個(gè)月就已經(jīng)達(dá)到88%的功率輸出。
據(jù)了解，該項(xiàng)目只用于工業(yè)供熱，總投資120萬歐元，儲(chǔ)熱介質(zhì)是水，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)在8小時(shí)左右，太陽(yáng)直接輻射值DNI為2030kWh/㎡。項(xiàng)目所使用的集熱管長(zhǎng)4060mm，外徑70mm，最高耐溫上限為400℃。
該項(xiàng)目對(duì)HELIOVIS意義重大，因?yàn)樗粌H是公司的首次商業(yè)化嘗試，也直接影響著行業(yè)對(duì)充氣薄膜集熱器的認(rèn)可度。Tiefenbacher表示，“我們對(duì)西班牙1MWth項(xiàng)目目前的運(yùn)行狀況非常滿意，相信它的成功運(yùn)行會(huì)讓更多中國(guó)廠家對(duì)我們產(chǎn)品和技術(shù)產(chǎn)生興趣，利于公司打開中國(guó)市場(chǎng)。”
圖：西班牙1MWth示范項(xiàng)目
在談及中國(guó)首批示范項(xiàng)目進(jìn)展不理想的問題時(shí)，F(xiàn)elix Tiefenbacher也發(fā)表了自己的看法，他表示，“光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)在中國(guó)目前還處于起步階段，業(yè)主廠商普遍經(jīng)驗(yàn)不足，很容易遇到各種問題，這很正常。但相信中國(guó)的開發(fā)人員在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)之后會(huì)越做越好，等到第二批示范項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)就會(huì)順利很多?！?
針對(duì)HELIOVIS在中國(guó)市場(chǎng)未來的發(fā)展方向，F(xiàn)elix Tiefenbacher表示，“目前已經(jīng)有不少中國(guó)廠商表達(dá)了對(duì)HELIOtube充氣薄膜槽式集熱器的興趣，等到第二批示范項(xiàng)目開展時(shí)，HELIOtube會(huì)爭(zhēng)取從中扮演重要角色，這也是公司目前的主要目標(biāo)。同時(shí)，我們也正在尋找技術(shù)和資本上的中國(guó)合作伙伴和我們一起推廣這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，大家一起為光熱市場(chǎng)貢獻(xiàn)自己的力量?！?
責(zé)編：杉杉
