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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月12日，2023中國(guo)國(guo)際光(guang)熱(re)大會暨(ji)CSPPLAZA第十(shi)屆年會在浙江杭州盛大召開，北京(jing)兆陽光(guang)熱(re)技(ji)術有限公司經理王芳(fang)出席會議并帶來主題報告《水工質類菲(fei)涅爾式(shi)聚(ju)光(guang)集熱(re)技(ji)術特點及綜(zong)合性能(neng)分析》。

圖：王芳

聚光集熱太陽能產業現狀

王芳介紹(shao)，2021年我國清潔(jie)能源消費量占能源消費總(zong)量的25.5%，較上(shang)年增長了(le)1.2個百(bai)(bai)分(fen)點(dian)，比2012年提高了(le)11個百(bai)(bai)分(fen)點(dian)，說明我國能源消費結構正加快向清潔(jie)低碳轉變。

圖(tu)：2022年以來清潔(jie)供熱相關政策（部分）

▋太陽能聚光集熱主要應用領域及特點

（一）光熱發電

用(yong)(yong)能特點：全年基本無(wu)季(ji)節性(xing)差(cha)異，每日(ri)高峰時間段為早(zao)晚兩次用(yong)(yong)電高峰；

高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓用(yong)熱，一般為380℃以上的(de)過熱蒸汽；

需要配(pei)置6-8小時以上(shang)的儲熱(re)裝置；

單體(ti)規模(mo)較大，發電(dian)功率一般大于(yu)100MW。

（二）工業用熱

用能(neng)特(te)點(dian)：全年用熱，一般冬季(ji)用能(neng)較多，每(mei)日(ri)用能(neng)時長8-24小時；

中高溫用熱(re)較多，飽和蒸汽或熱(re)水(shui)；

需(xu)要配置(zhi)儲熱(re)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，或與常規能源供(gong)熱(re)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)互為補充；

總(zong)體市場規模非常大，分布不均衡，主要對標天然氣供熱(re)成本(ben)。

（三）居民用熱

用(yong)能特點：24小(xiao)時供暖及生(sheng)活熱(re)(re)水用(yong)能，全年用(yong)熱(re)(re)時長約4-6個月(yue)不等，設備利用(yong)率低，回收(shou)期較長；

用熱形式為熱水；

需要配置(zhi)儲(chu)熱(re)裝置(zhi)，跨季節儲(chu)熱(re)方式更(geng)佳；

需要常(chang)規能(neng)源(yuan)供(gong)熱裝(zhuang)置做備份補充。

圖(tu)：太陽能聚(ju)光集熱(re)產(chan)業發展面(mian)臨的主要問題

兆陽水工質類菲涅爾式聚光集熱技術介紹

圖(tu)：我(wo)國太陽能(neng)光熱產業的基本要求

針(zhen)對上述基本要求，兆陽(yang)提出了針(zhen)對性解決方案，開(kai)發出兆陽(yang)水(shui)工(gong)質菲涅爾式聚光集熱技術，王芳將(jiang)其(qi)總(zong)結(jie)為以下六個(ge)方面：

（一）東西軸傾斜向陽陣列布置

兆(zhao)陽光熱(re)的東西軸(zhou)菲涅(nie)耳聚光集熱(re)系統，鏡面傾斜布置于接收器北側正(zheng)后方，截光效率(lv)非常(chang)高。

每(mei)日(ri)跟(gen)蹤太(tai)陽(yang)光高(gao)度角，雖然存在一天內早晚時段(duan)的截光余弦損失，但全年時段(duan)基本(ben)沒有季(ji)節差異性，四(si)季(ji)得(de)熱量(liang)均衡。鏡(jing)場面積與(yu)儲熱容量(liang)設計不會(hui)出現冬季(ji)得(de)熱量(liang)嚴重不足或夏季(ji)棄熱量(liang)大的情況。

同(tong)時，土地(di)(di)利用率高，單(dan)位平米鏡(jing)面占(zhan)地(di)(di)約2.1-2.3㎡左右(you)，明顯低于塔(ta)式聚(ju)光(guang)集(ji)熱鏡(jing)場的占(zhan)地(di)(di)比例(li)。

以我(wo)國40°N的(de)項目(mu)地為例(li)，假設不考慮陰(yin)雨天，對南北軸(zhou)槽式、南北軸(zhou)菲涅爾式以及(ji)兆(zhao)陽菲涅爾式集熱場單位鏡面全年(nian)及(ji)冬季累計(ji)截(jie)光得熱量分別進行了計(ji)算，兆(zhao)陽菲涅爾式的(de)均衡性優勢顯著（如下圖）：

不同技術路(lu)線集(ji)(ji)熱(re)場單(dan)位(wei)鏡面全年累(lei)計集(ji)(ji)熱(re)管(guan)得(de)熱(re)量的分布圖

由(you)圖表可(ke)知，兆陽菲(fei)涅爾全年得熱量與(yu)槽式(shi)基(ji)本(ben)相當，超出(chu)傳(chuan)統(tong)(tong)南北軸(zhou)菲(fei)涅爾式(shi)10%以上(shang)；整個(ge)冬季得熱量超出(chu)傳(chuan)統(tong)(tong)方式(shi)40%，12月、1月超出(chu)一倍。

兆陽東西軸傾斜向陽類菲涅(nie)爾鏡(jing)場第三代產(chan)品整(zheng)體(ti)尺寸適(shi)中，抗風性能(neng)進一(yi)步增加，單位平米鏡(jing)面的用鋼量顯著下降，有效降低了(le)鏡(jing)場成本。

此外，類(lei)菲涅爾式聚(ju)光(guang)集熱鏡場(chang)具有全機(ji)械(xie)跟蹤(zong)驅動系統，可靠性高，直觀易維(wei)護(hu)，尤其適合(he)高海(hai)拔惡劣氣候環境；一套(tao)驅動裝置可控制3000-10000㎡鏡面，綜合(he)成(cheng)本(ben)低。

（二）雙玻冷彎曲面反射鏡

據王芳介紹，目(mu)前，兆陽雙玻(bo)冷(leng)彎(wan)曲面反射(she)鏡(jing)技(ji)術已經(jing)取(qu)得了18個國(guo)家或(huo)者(zhe)地(di)區(qu)的(de)(de)專利授(shou)權。王芳表示，雙玻(bo)冷(leng)彎(wan)曲面反射(she)鏡(jing)具有以下優勢：低(di)能耗(hao)、高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)效率，適合自動化大(da)規模(mo)生(sheng)產，經(jing)濟(ji)性優勢明顯；面型精度高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)，無(wu)熱彎(wan)鋼化“風(feng)斑應力斑”現(xian)象，薄玻(bo)璃吸收(shou)較少，鏡(jing)面反射(she)率高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)達93.5%±0.5%，反射(she)層及有機材料封裝在兩(liang)層玻(bo)璃內部，具備超高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)耐候性和抗沖擊的(de)(de)性能，使用壽命可以高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)達50年，即(ji)使鏡(jing)片(pian)遭受到(dao)外力的(de)(de)撞擊破損后，也不會直接(jie)掉落，安全可靠(kao)。

（三）DSG直接蒸汽發生（水工質）

王(wang)芳指出，兆(zhao)陽(yang)整套東西(xi)軸(zhou)菲(fei)涅爾式集熱(re)系統(tong)采(cai)用(yong)水工質，與傳統(tong)的熔鹽和導熱(re)油(you)工質不同，有一(yi)定的特(te)殊(shu)性(xing)。下為兆(zhao)陽(yang)DSG技術體系特(te)點：

1、接收(shou)器位置固定，軸(zhou)向伸縮補償簡單可(ke)靠；

2、CPC二次聚光設(she)計能(neng)夠改善(shan)能(neng)流分布的均勻性；

3、能穩定直接產生過(guo)熱(re)蒸汽：預熱(re)蒸發段后設置汽水分離裝置，過(guo)熱(re)段增強(qiang)換熱(re)及均(jun)溫設計(ji)；

4、大規模(mo)混(hun)凝土固(gu)態儲熱系統，進一(yi)步平(ping)滑穩定蒸汽參數；

5、系(xi)列(lie)實用化(hua)專利設計，全(quan)方位保證(zheng)系(xi)統穩定高效運行，輕松適應各種(zhong)復雜(za)惡(e)劣天氣狀況。

上圖為張(zhang)家(jia)口一號光熱(re)(re)電(dian)站鏡場，紅色(se)框(kuang)選部分(fen)為汽(qi)水分(fen)離器，可(ke)維持較多(duo)的(de)預熱(re)(re)蒸發段循環(huan)水量(liang)，保證蒸發換熱(re)(re)狀態穩定及吸熱(re)(re)管壁溫(wen)穩定，能(neng)有效的(de)避免振動水錘以及材料疲勞破(po)壞的(de)現象，簡(jian)單用安全可(ke)靠。

（四）高頻次無水自動清掃車

自動清(qing)掃機器人(ren)與鏡(jing)場支(zhi)撐結(jie)構一體化設計(ji)，緊(jin)貼(tie)鏡(jing)面沿(yan)東西方向(xiang)(xiang)自動行走，雙向(xiang)(xiang)設置限位(wei)自動換(huan)向(xiang)(xiang)；行走的同時旋轉毛刷清(qing)掃鏡(jing)面；設備緊(jin)湊自帶光伏(fu)電(dian)源(yuan)，無需專人(ren)操(cao)控(kong)，清(qing)掃頻率(lv)可(ke)達到每(mei)日一次；設備及運行成本低，能夠保證鏡(jing)面清(qing)潔率(lv)99%以上，是(shi)達成高(gao)效(xiao)率(lv)聚光集熱的基本保障(zhang)。

（五）可選裝多種吸熱器組件

兆陽(yang)聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)系統東西軸傾(qing)斜向陽(yang)跟(gen)蹤(zong)，截光(guang)(guang)(guang)量高，跟(gen)蹤(zong)角度(du)變(bian)化范圍較小散光(guang)(guang)(guang)輕(qing)微，聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)帶(dai)窄。聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)焦距變(bian)化范圍較小，能流分(fen)布可(ke)調可(ke)控，適應低、中、高不同(tong)(tong)的(de)聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)倍(bei)率的(de)要求；結合二(er)次聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)，聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)倍(bei)率可(ke)高達(da)200倍(bei)。實際應用(yong)時可(ke)以選裝(zhuang)低、中、高倍(bei)多種類型吸(xi)熱器，輸出不同(tong)(tong)參數的(de)熱水和蒸汽(qi)。

此外(wai)，吸熱(re)器(qi)位(wei)置(zhi)固(gu)定，不隨(sui)鏡面跟(gen)蹤而轉動(dong)，穩定可靠，易自(zi)動(dong)清掃軸向長度(du)伸縮補償(chang)簡(jian)單可靠，有效吸熱(re)區域占比大；400℃以內可不使用(yong)真空(kong)集(ji)熱(re)管實現高效率(lv)集(ji)熱(re)，進一步降低(di)了成本。

（六）常規低成本運維體系

▋應用實例

例一：光熱電站

圖：兆陽(yang)張家(jia)口(kou)15MW光(guang)熱發電項目-38萬㎡鏡(jing)面面積

例二：建筑供暖

圖：張(zhang)家口尚義小蒜溝小區冬季供(gong)暖(nuan)

例三：工業熱水

圖：青(qing)海鹽(yan)湖碳酸鋰(li)項目太陽能(neng)供熱(re)工程

圖：工程建設運行(xing)實例

已達成的技術經濟指標分析

▋應用場景

場景一：光熱電站

光(guang)熱電站(zhan)（100MW 1300h）

光熱電站（100MW 4000h配(pei)長(chang)時(shi)儲(chu)能）

場景二(er)：工業(ye)園區用飽和蒸汽

場景三：工(gong)業園(yuan)區用熱水(shui)

某園區5MW熱水項目

場(chang)景四：北(bei)方地區冬季(ji)供暖

供(gong)暖季：10月(yue)15日(ri)-4月(yue)15日(ri)（按照每平米日(ri)均耗能1kWh保守測(ce)算）。

▋兆陽光熱技術體系特點總結

1、經濟性優勢明顯

全系列自主知(zhi)識產權的關鍵技術創(chuang)新(xin)，從設(she)(she)計(ji)、制造、建設(she)(she)、運維各環節綜合設(she)(she)計(ji)控制成(cheng)本(ben)：在工業及民用熱(re)(re)利(li)用領域已(yi)可以明(ming)顯(xian)低于天然氣供(gong)熱(re)(re)（熱(re)(re)水、蒸汽）成(cheng)本(ben)；在西部(bu)多數地(di)區可以達到清潔燃煤的供(gong)熱(re)(re)成(cheng)本(ben)；與國(guo)內外常規光(guang)熱(re)(re)發(fa)電體系相比，聚光(guang)集熱(re)(re)加(jia)儲熱(re)(re)系統的單位(wei)得熱(re)(re)量(liang)成(cheng)本(ben)下降1/3左(zuo)右，優(you)勢明(ming)顯(xian)。

2、清潔安全可靠性高

傳統成熟的水工質(zhi)傳熱和固(gu)態顯熱儲熱技術體系(xi)，具備天然(ran)的清(qing)潔性和安全性，從根(gen)本(ben)上避免了燃(ran)燒(shao)、爆炸、凍(dong)堵、泄(xie)露(lu)等(deng)消防環保類風險隱患。

3、標準體系完(wan)整、全國產化、運(yun)維費用低

熱力系統基本等同于中低參數(shu)火(huo)電(dian)廠，全(quan)(quan)系統國產化，產業鏈完整，設計、建設及運行(xing)標準成熟，能夠全(quan)(quan)面(mian)準確(que)進(jin)行(xing)審(shen)查(cha)評價；常(chang)規(gui)火(huo)電(dian)站運行(xing)人員簡(jian)單(dan)培訓即可(ke)滿(man)足需求(qiu)，備品備件供應充足，運維成本低。

關于北京兆陽光熱技術有限公司

北京兆陽(yang)(yang)光(guang)熱(re)(re)技術有限公司(si)及其關聯公司(si)，致力(li)于(yu)太(tai)陽(yang)(yang)能光(guang)熱(re)(re)利用技術的(de)開發及推廣。核心(xin)團隊(dui)由數名(ming)清(qing)華學子組(zu)成，秉持行勝于(yu)言的(de)理念，經(jing)過近20年的(de)研發歷(li)程，形成了一(yi)套原創光(guang)熱(re)(re)技術體系(xi)，具備全產(chan)業鏈(lian)完整(zheng)自主知識(shi)產(chan)權。

類(lei)菲涅(nie)爾聚光集熱技(ji)術和(he)大規(gui)模(mo)儲熱技(ji)術，除了(le)整體應用(yong)于太陽能熱發電(dian)外，其(qi)組成部分及其(qi)衍生產品(pin)還可被(bei)單獨應用(yong)于工業熱水(shui)/蒸汽、火(huo)電(dian)站(zhan)靈活性改造(zao)、城鎮(zhen)供熱、海(hai)水(shui)淡化、農業畜(chu)牧(mu)業供熱等(deng)領域，具有清潔、經濟、安全的特點。

圖：資質及榮譽

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公司(si)對外提(ti)供(gong)全套太陽能(neng)光(guang)熱技術服務，承接聚光(guang)集熱系統及(ji)儲熱系統的(de)研發、制造(zao)、銷售；并提(ti)供(gong)技術咨(zi)詢、方案解決、光(guang)熱電站EPC服務及(ji)升級改造(zao)、調試運維等服務。