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CSPPLAZA光熱發電網報道：自1980年(nian)代，美國(guo)加(jia)州建立(li)起(qi)第(di)一批商(shang)業化槽式光熱(re)電站至今(jin)，槽式光熱(re)發電技術(shu)已歷經30余年(nian)歷史，30年(nian)來，槽式集熱(re)技術(shu)一直(zhi)處于發展之中。一個看(kan)似(si)簡單的(de)數(shu)學(xue)拋物線方程式，影響著槽式光熱(re)發電的(de)過(guo)去和現在，甚至未(wei)來！

槽式(shi)集熱(re)技術(shu)的(de)發展以(yi)反(fan)射鏡(jing)板的(de)設計發展為(wei)重要標識(shi)，從(cong)最(zui)初的(de)RP1型到最(zui)新的(de)RP5型，反(fan)射鏡(jing)板的(de)型號更迭折射著槽式(shi)光熱(re)發電集熱(re)技術(shu)的(de)發展歷程(cheng)。

反射鏡板的規格發展

圖：RP1型集熱器

1984年，這(zhe)是(shi)光(guang)熱發(fa)電邁(mai)向商業(ye)化開(kai)發(fa)的(de)元年，也是(shi)在(zai)這(zhe)一年，RP1作為最早(zao)的(de)槽(cao)式集熱技術方案(an)開(kai)始應用(yong)(yong)，RP1的(de)開(kai)口(kou)較(jiao)(jiao)小，寬度(du)(du)(du)(du)為2550mm，焦距700mm，搭配相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)細(xi)的(de)真(zhen)空集熱管，聚(ju)光(guang)倍數約63倍左右(you)，集熱溫度(du)(du)(du)(du)可(ke)達307℃，但(dan)由于其應用(yong)(yong)很少，并未在(zai)一個(ge)光(guang)熱發(fa)電站(zhan)中實(shi)現全部應用(yong)(yong)，其實(shi)際集熱溫度(du)(du)(du)(du)是(shi)否能(neng)滿足發(fa)電要求不得而知(zhi)。其集熱系統(tong)由兩片1570mm*1400mm（弧長(chang)）的(de)反(fan)射鏡(jing)組成，結構(gou)相(xiang)對(dui)簡單(dan)。很可(ke)能(neng)是(shi)由于其集熱溫度(du)(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)低，這(zhe)樣的(de)系統(tong)并未在(zai)市場上實(shi)現大批量應用(yong)(yong)，僅在(zai)SEGS1中試用(yong)(yong)了42600片，在(zai)SEGS2電站(zhan)中試用(yong)(yong)了一些。

圖(tu)：RP2型集(ji)熱器

1985年(nian)，RP2作為(wei)第二代產(chan)品出現，RP2的(de)(de)(de)(de)設計相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)RP1更加(jia)復(fu)雜，開(kai)口(kou)寬度(du)擴大一倍(bei)(bei)(bei)達5000mm，焦距1490mm，開(kai)口(kou)和(he)焦距的(de)(de)(de)(de)倍(bei)(bei)(bei)增使反射面板的(de)(de)(de)(de)數量也(ye)相(xiang)(xiang)應(ying)增加(jia)了(le)一倍(bei)(bei)(bei)，由兩(liang)片(pian)(pian)變(bian)成了(le)四片(pian)(pian)，尺寸分別為(wei)內(nei)片(pian)(pian)1570mm*1400mm（弧長(chang)(chang)）和(he)外(wai)片(pian)(pian)1570mm*1324mm（弧長(chang)(chang)），聚(ju)光(guang)倍(bei)(bei)(bei)數也(ye)達到71倍(bei)(bei)(bei)左右，集熱溫度(du)可達349℃，完全可以滿(man)足發電需求。采用RP2集熱技術(shu)方案的(de)(de)(de)(de)電站(zhan)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)較多，西班牙(ya)有(you)兩(liang)個(ge)50MW電站(zhan)，美國加(jia)州(zhou)SEGS3、SEGS4兩(liang)個(ge)電站(zhan)、Nevada州(zhou)三個(ge)總裝機104MW的(de)(de)(de)(de)電站(zhan)。同時其還在SEGS2、SEGS5、SEGS6、SEGS7等電站(zhan)中有(you)所應(ying)用。相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)成熟(shu)的(de)(de)(de)(de)RP2第二代集熱技術(shu)也(ye)在新技術(shu)的(de)(de)(de)(de)出現后(hou)，逐漸退出歷史(shi)舞(wu)臺。RP2技術(shu)由于得(de)到了(le)小批量的(de)(de)(de)(de)應(ying)用，證(zheng)明(ming)了(le)這(zhe)種(zhong)設計的(de)(de)(de)(de)可靠性，對(dui)(dui)大槽(cao)的(de)(de)(de)(de)集熱技術(shu)開(kai)發打下了(le)基礎。

圖：RP3型集熱器

1989年，第三(san)代反(fan)射(she)面(mian)(mian)板設計RP3開(kai)(kai)始出現并投入應用，RP3相對前面(mian)(mian)的幾種設計得到(dao)了(le)更(geng)大(da)規模的應用，也(ye)可以說是到(dao)目前為止(zhi)都最為成熟(shu)的槽(cao)式集熱設計。RP3集熱系(xi)統(tong)的開(kai)(kai)口增(zeng)大(da)到(dao)了(le)5770mm，焦(jiao)距也(ye)提(ti)高到(dao)了(le)1710mm，反(fan)射(she)面(mian)(mian)板的數量和RP2一樣，但尺寸(cun)有很大(da)程度(du)地增(zeng)加(jia)，變(bian)為了(le)內片1700mm*1641mm（弧長）和外片1700mm*1501mm（弧長），反(fan)射(she)面(mian)(mian)積的增(zeng)大(da)也(ye)使(shi)其(qi)聚光倍數增(zeng)加(jia)到(dao)了(le)82倍左右，集熱溫度(du)可達390℃，這(zhe)種設計也(ye)更(geng)適合高溫光熱發電的應用，其(qi)累計使(shi)用面(mian)(mian)積超過三(san)千萬平方米(mi)，直到(dao)現在仍在進(jin)一步應用。

但RP3并不會成為最(zui)終(zhong)的槽式集(ji)熱(re)系統(tong)設計方案，就在(zai)RP3廣(guang)泛應用之時，2009年，第四代產(chan)品RP4開(kai)始出現(xian)。

圖：RP4型集熱器

第(di)四代產(chan)品(pin)雖然已經開發出了(le)(le)五年之久，但(dan)(dan)由于該技術(shu)的(de)(de)開發公司FLAGSOL宣布破產(chan)，RP4猶如(ru)曇花一現(xian)，未能(neng)大(da)面(mian)積推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)。第(di)四代產(chan)品(pin)實際(ji)上是(shi)第(di)三(san)代產(chan)品(pin)的(de)(de)優化升級(ji)版，焦距(ju)并沒有(you)變(bian)化，還是(shi)1710mm，只(zhi)是(shi)開口增(zeng)(zeng)大(da)到6770mm，已經做到了(le)(le)在這個焦距(ju)上面(mian)的(de)(de)最大(da)利用(yong)限(xian)度(du)(du)，反射(she)面(mian)板的(de)(de)數(shu)量沒有(you)變(bian)化，還是(shi)由四片組成(cheng)，只(zhi)是(shi)反射(she)面(mian)積更大(da)，內(nei)片和(he)外片的(de)(de)尺寸相同(tong)，都是(shi)1570mm*1900mm（弧長(chang)），效(xiao)率相對(dui)提(ti)高(gao)，集熱(re)管加(jia)(jia)(jia)粗到90mm（內(nei)管），如(ru)此一來，它(ta)的(de)(de)聚光比沒有(you)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)多少(shao)，反而降低到75倍(bei)左右。RP4的(de)(de)設計目的(de)(de)是(shi)為了(le)(le)適應(ying)熔(rong)鹽傳熱(re)的(de)(de)應(ying)用(yong)，增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)(le)集熱(re)器寬度(du)(du)的(de)(de)同(tong)時(shi)也增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)(le)長(chang)度(du)(du)，綜合成(cheng)本降低8%~10%。RP4在其短暫的(de)(de)生命歷程(cheng)中(zhong)曾創造了(le)(le)2.25GW的(de)(de)項目業績，但(dan)(dan)卻因FLAGSOL的(de)(de)破產(chan)而未能(neng)實現(xian)商業化應(ying)用(yong)。

圖：RP5型集熱器

第(di)四代產品的應用(yong)很少，僅(jin)僅(jin)只有800米的試驗(yan)(yan)回(hui)路(lu)(lu)(lu)在進(jin)行示范，但(dan)卻并未在這個試驗(yan)(yan)回(hui)路(lu)(lu)(lu)上進(jin)行熔鹽傳熱試驗(yan)(yan)。2012年，也有公司開發(fa)了類似的集熱技術試驗(yan)(yan)，做了一個回(hui)路(lu)(lu)(lu)，只可惜焦距變得更大了。

2011年(nian)，所謂的(de)第五代集(ji)熱(re)技(ji)(ji)術也開(kai)始出現，但(dan)目(mu)前(qian)也僅僅建成了(le)(le)一(yi)個試驗(yan)回路，這(zhe)種槽有(you)更(geng)大(da)的(de)開(kai)口，達7512mm，采用(yong)雙(shuang)焦(jiao)距(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)，內(nei)片焦(jiao)距(ju)(ju)是(shi)1710mm，外(wai)片焦(jiao)距(ju)(ju)是(shi)1878mm，中間間隔(ge)增(zeng)大(da)以增(zeng)加(jia)(jia)抗風(feng)能力。同(tong)時(shi)增(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)反射面板尺(chi)寸，變為了(le)(le)2030mm*2010mm（弧長），內(nei)外(wai)片尺(chi)寸相同(tong)。這(zhe)種集(ji)熱(re)設(she)(she)計(ji)(ji)使支(zhi)架的(de)成本(ben)也相應增(zeng)加(jia)(jia)，主要是(shi)中間的(de)間距(ju)(ju)增(zeng)加(jia)(jia)造成了(le)(le)支(zhi)架成本(ben)的(de)上漲。目(mu)前(qian)這(zhe)項新技(ji)(ji)術尚沒有(you)取得市(shi)場的(de)認可。

設計混亂不利于行業發展

從(cong)第一(yi)代(dai)(dai)到(dao)第五(wu)代(dai)(dai)產品，集熱(re)(re)器的(de)設計越來(lai)越大，大槽(cao)技術的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展最終還是為了提高集熱(re)(re)溫(wen)度，適應熔(rong)鹽(yan)等新型(xing)傳(chuan)熱(re)(re)介(jie)質的(de)應用，但要取代(dai)(dai)導(dao)熱(re)(re)油作傳(chuan)熱(re)(re)介(jie)質的(de)傳(chuan)統槽(cao)式(shi)技術，尚需克服一(yi)些困難。

對(dui)于中(zhong)國市場，在現有的(de)槽式(shi)集(ji)熱技術的(de)基(ji)礎上，我們(men)需(xu)要(yao)進(jin)一步(bu)優化設計，以滿(man)足我國西北地(di)區的(de)惡劣自然環境(jing)要(yao)求(qiu)。

對(dui)于(yu)第(di)一(yi)代(dai)(dai)到(dao)第(di)五(wu)代(dai)(dai)產品(pin)，應(ying)分(fen)不同的(de)(de)市場(chang)(chang)選擇(ze)應(ying)用。針(zhen)對(dui)中(zhong)溫太陽能熱(re)(re)(re)(re)利用市場(chang)(chang)，RP1是(shi)否(fou)完全可以滿足需(xu)求(qiu)？或(huo)者說對(dui)于(yu)更(geng)細(xi)分(fen)的(de)(de)海水淡化市場(chang)(chang)，RP1和RP2相比哪個更(geng)具性價比？對(dui)于(yu)高(gao)溫光熱(re)(re)(re)(re)發電市場(chang)(chang)，第(di)三(san)代(dai)(dai)設(she)計(ji)是(shi)否(fou)是(shi)最(zui)成熟的(de)(de)終極設(she)計(ji)？第(di)四代(dai)(dai)、第(di)五(wu)代(dai)(dai)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)技術的(de)(de)開發是(shi)否(fou)應(ying)以熔鹽等新型傳熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)為應(ying)用目標？如何(he)統一(yi)業(ye)內對(dui)新型傳熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)用槽式集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)規格認(ren)知？??這是(shi)目前業(ye)內需(xu)要認(ren)真考慮并統一(yi)認(ren)識的(de)(de)問題。

對(dui)上述問(wen)題沒有統一的(de)認知，給(gei)產(chan)(chan)品的(de)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)帶(dai)來了諸(zhu)多困難。目前，國內(nei)市場上，類似第(di)一代和第(di)二代設(she)計的(de)產(chan)(chan)品開(kai)發相對(dui)較多，在開(kai)口(kou)2500mm~5000mm之間都有分布(bu)，較為混亂。業(ye)內(nei)應結合國內(nei)實際情(qing)況，對(dui)開(kai)口(kou)尺寸的(de)設(she)計進行(xing)統一，這有利(li)于削減(jian)成本，有利(li)于對(dui)標準產(chan)(chan)品實行(xing)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)規模化(hua)生產(chan)(chan)。

如(ru)果能針對(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)同的(de)市場(chang)應用領(ling)域(yu)，結合中(zhong)國的(de)具體環境要(yao)求，對(dui)(dui)(dui)(dui)對(dui)(dui)(dui)(dui)應的(de)槽式(shi)(shi)集熱(re)器(qi)進行(xing)(xing)規(gui)格(ge)尺寸(cun)上的(de)統一，比如(ru)，對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)中(zhong)溫熱(re)利用應用市場(chang)，從第(di)一代產品(pin)參(can)數上進行(xing)(xing)優化創(chuang)(chuang)新(xin)；對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)海(hai)水淡化等(deng)(deng)需要(yao)更(geng)高(gao)溫度的(de)市場(chang)，則以(yi)(yi)第(di)二代產品(pin)為基礎進行(xing)(xing)優創(chuang)(chuang)新(xin)，對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)光熱(re)發電等(deng)(deng)更(geng)高(gao)溫度的(de)市場(chang)領(ling)域(yu)，以(yi)(yi)第(di)三代產品(pin)為基礎進行(xing)(xing)本土化創(chuang)(chuang)新(xin)。如(ru)此以(yi)(yi)來，我們就可以(yi)(yi)找(zhao)到(dao)適合中(zhong)國的(de)、針對(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)同市場(chang)應用領(ling)域(yu)的(de)、最具性價(jia)比的(de)集熱(re)方式(shi)(shi)。而這，將可以(yi)(yi)進一步實現規(gui)模化經(jing)濟效益(yi)，削減度電成(cheng)本。