據(jù)CSPPLAZA了解，就槽式集熱器支架來(lái)講，目前主要有扭矩盒（框）式、扭矩管式和空間框架三種結(jié)構(gòu)。以下表格詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了三種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。

一般來(lái)講，扭矩盒（框）式，運(yùn)輸費(fèi)用低，風(fēng)險(xiǎn)較小，但組裝較費(fèi)時(shí)且精度不好控制，典型如國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的由SBP等公司開(kāi)發(fā)的EuroTrough集熱器和UltimateTrough終極槽式集熱器，阿本戈公司開(kāi)發(fā)的Astro集熱器，西班牙某公司開(kāi)發(fā)的SAMCATrough等。

中國(guó)首座大型商業(yè)化槽式光熱電站中廣核德令哈50MW光熱發(fā)電項(xiàng)目當(dāng)前正在緊鑼密鼓建設(shè)中，其太陽(yáng)島的槽式集熱器支架就采用了扭矩盒式支架，如下圖：

扭矩管式支架的則組裝時(shí)間短，重量輕，精度高，但運(yùn)輸加工成本較高，典型如Sener公司開(kāi)發(fā)的SNT-1，SNT-2（SENERtrough?-1/2）等。在實(shí)際的應(yīng)用案例中，摩洛哥NOOR1電站就采用了SENERtrough?第一代槽式集熱器設(shè)計(jì)，而NOOR2電站則將采用SENERtrough?-2第二代大開(kāi)口槽式集熱器設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)已經(jīng)在西班牙的Valle2光熱電站上進(jìn)行了示范應(yīng)用，并證明了其可以帶來(lái)成本削減和效率上的提升。

圖：扭矩管式

圖：在NOOR2電站上安裝的SENERtrough?-2集熱器

空間框架結(jié)構(gòu)典型如Abengoa公司的E2，Gossamer公司的GossamerRP2，RP3以及LAT等。

塔式定日鏡支架

關(guān)于塔式定日鏡支架，成都博昱新能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱博昱新能）總工程師劉俊介紹道：“定日鏡支架，按驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，有減速機(jī)、液壓、推桿、大齒輪或者其中兩者組合等方式，目前常用的還是雙減速機(jī)和減速機(jī)+推桿方案；按鏡架形狀，主要有矩形、五邊形和圓形等；按定日鏡大小，主要有平面、旋轉(zhuǎn)拋物面、球面和輪胎面等近似型面差別；按跟蹤方式有水平+俯仰、自旋+俯仰等方式。”

但綜合來(lái)講，定日鏡支架最大的差異仍集中在定日鏡面積大小上，主要有CSRIO為代表的10平米以下定日鏡，采用簡(jiǎn)單鋼結(jié)構(gòu)型式，如圖1；BrightSource為代表的面積在20-40平米，主軸為焊接鋼管，縱向?yàn)榻卿摶虮怃摻Y(jié)構(gòu)，如圖2；還有140平米及以上的，采用沖壓件背板，支撐部分依靠檁條或方鋼，主軸為焊接鋼管，如圖3。

圖1

圖2

圖3

支架的質(zhì)量和精度控制非常重要

在光熱電站的建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)商可根據(jù)自己的實(shí)際需求和成本來(lái)選擇支架結(jié)構(gòu)，而在確定結(jié)構(gòu)之后，其質(zhì)量的優(yōu)劣就馬上會(huì)成為主要關(guān)注點(diǎn)，對(duì)于集熱器這種高精度太陽(yáng)島設(shè)備，支架質(zhì)量導(dǎo)致的毫米級(jí)偏差就意味著聚光性無(wú)法保證。

博昱新能作為自主化槽式集熱器支架的代表性廠商，在集熱器支架設(shè)計(jì)上歷經(jīng)多年積淀，經(jīng)過(guò)了多代產(chǎn)品的更迭，才真正掌握了扭矩盒式支架的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。劉俊此前曾表示：集熱器是大型、全天候、高精度的光學(xué)儀器。以博昱TRP-B型集熱器的為例，全天候的暴露在惡劣的自然環(huán)境下，經(jīng)受大風(fēng)、紫外線、雨雪等的考驗(yàn)，還要持續(xù)保持高精度和穩(wěn)定性，回路截?cái)嗦矢哂?7%、98%以上，這件事情相當(dāng)不簡(jiǎn)單。可能有些人會(huì)認(rèn)為集熱器支架是光熱電站中無(wú)足輕重的部件，但事實(shí)并非如此。集熱器支架的精度決定著光熱電站效率，要求扭矩盒扭轉(zhuǎn)變形不超過(guò)1mrad，反射鏡支架安裝誤差不超過(guò)3mm，集熱管支架安裝誤差不超過(guò)3mm，同一反射鏡安裝的軸向誤差不超過(guò)3mm，平衡扭矩測(cè)試時(shí)允許不平衡偏差不超過(guò)200Nm。

據(jù)CSPPLAZA記者了解，支架質(zhì)量的優(yōu)劣主要由其材料性能，支架設(shè)計(jì)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)精度，加工精度，安裝精度及成本決定。其中，支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和材料性能決定了集熱器的使用壽命和在風(fēng)載較大情況下的聚光精度；安裝精度則取決于設(shè)計(jì)精度、加工精度和人的因素，它往往決定了其集熱器的聚光精度，毫米級(jí)的誤差都有可能使集熱器無(wú)法將捕獲的陽(yáng)光聚集到集熱管上。

博昱新能董事長(zhǎng)張生華曾說(shuō)道：“支架的精度決定了集熱器的聚光精度，千萬(wàn)不要小瞧了集熱器支架的設(shè)計(jì)難度，博昱新能這么多年來(lái)，潛心于集熱器支架的設(shè)計(jì)，走了不少?gòu)澛罚参×瞬簧俳?jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，才得以完全掌握集熱器的支架設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝。我們通過(guò)對(duì)各個(gè)零配件的強(qiáng)度和剛度、應(yīng)變應(yīng)力測(cè)量及振動(dòng)模態(tài)等全面而反復(fù)的測(cè)試，嚴(yán)格把控每個(gè)零部件的生產(chǎn)，使得我們目前的槽式集熱器支架上千個(gè)安裝點(diǎn)的累計(jì)誤差小于2毫米。”

常州龍騰光熱科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱常州龍騰）EPC中心主任胡橋補(bǔ)充道：“優(yōu)秀的支架必然光學(xué)效率高以及在有載荷情況下光學(xué)效率參數(shù)穩(wěn)定，在同等材料重量下抗風(fēng)載、雪載、地震等外部載荷能力強(qiáng)，防腐性能優(yōu)秀且工藝易于實(shí)現(xiàn)，原材料成本低且易于獲得；結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，制造簡(jiǎn)便，易于控制，加工成本低；易于包裝運(yùn)輸，運(yùn)輸裝載率高，包裝成本低；安裝調(diào)試簡(jiǎn)便，安裝效率高，成本低。”

圖：博昱新能槽式集熱器支架精度檢測(cè)

據(jù)了解，支架生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)會(huì)根據(jù)不同的支架結(jié)構(gòu)有所差異，主要有以下三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1.集熱器零部件加工的精度控制與最終組裝的精度控制；2.焊接與鍍鋅熱變形問(wèn)題；3.規(guī)模化生產(chǎn)效率和良品率的控制。

同時(shí)，支架的單片在制作好運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)以后，需要現(xiàn)場(chǎng)做一個(gè)一個(gè)單元的組裝，生產(chǎn)和安裝的全流程起承轉(zhuǎn)合，共同對(duì)日后集熱器的精度和效率發(fā)揮重要影響，嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也因此需要細(xì)化到每一個(gè)步驟里。那么，支架在安裝該過(guò)程中有哪些注意事項(xiàng)呢？

首先，支架在運(yùn)輸過(guò)程中要做好防震工作，防止變形；其次，要謹(jǐn)記安全永遠(yuǎn)第一位，支架在運(yùn)輸，吊裝等過(guò)程中需按規(guī)范操作，運(yùn)輸工件固定完善，風(fēng)速較大時(shí)應(yīng)停止吊裝等高空作業(yè)等。除此之外，最關(guān)鍵的注意事項(xiàng)則是安裝的精度問(wèn)題。

胡橋?qū)Υ藦?qiáng)調(diào)稱，“支架安裝精度要求較高，往往達(dá)到毫米級(jí)的精度要求，為了達(dá)到此種精度，需要專業(yè)、高精度工裝，需要操作人員嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的要求進(jìn)行施工，且定期對(duì)組裝工裝的精度進(jìn)行檢測(cè)；安裝完成之后需要對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢，保障安裝工作有效性。”

眾所周知，我國(guó)大部分光熱電站都建在氣候環(huán)境惡劣的西北地區(qū)，風(fēng)沙大，溫差大，那么，需要做哪些維護(hù)來(lái)保持支架使用過(guò)程中的精度和使用壽命呢？據(jù)CSPPLAZA多方了解，大家均認(rèn)為正常情況下支架無(wú)需做過(guò)多的維護(hù)，日常巡檢即可；再者就是給易磨損部位定期上油，注意表面防腐，定期檢查螺栓的松緊度以及定期觀測(cè)基礎(chǔ)沉降并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

國(guó)產(chǎn)支架產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用案例

隨著光熱電站在中國(guó)的首次商業(yè)化推進(jìn)，光熱發(fā)電行業(yè)在國(guó)內(nèi)的熱度日漸升溫，不少產(chǎn)品供應(yīng)商開(kāi)始積極投入其中。針對(duì)光熱支架產(chǎn)品，CSPPLAZA記者近日專門咨詢了數(shù)家國(guó)內(nèi)供應(yīng)商，并對(duì)他們生產(chǎn)的支架產(chǎn)品和實(shí)際應(yīng)用案例做了整理。

據(jù)了解，支架作為集熱器的關(guān)鍵組成部分，占其總成本約40%~50%左右，而占電站總投資的比重則在13%左右。未來(lái)隨著供應(yīng)鏈體系的成熟，光熱市場(chǎng)容量的發(fā)展，集熱器會(huì)傾向大尺寸設(shè)計(jì)，人工智能加工，以及耐候鋼等新材料的應(yīng)用，這將會(huì)打開(kāi)更大的成本下降空間，下降比例大概在10%~20%之間。