來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 7806查看 | 2017-12-12 16:53:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:對光熱發電產業來說,反射膜最被認可的應用之一就是它可以在槽式和線性菲涅爾式集熱器上用來替代傳統的玻璃反射鏡。與傳統的集熱器相比,這些集熱器在設計之初就可以利用到反射膜獨特的優勢,從而更顯著地降低成本并提高性能。
在大多數的反射膜應用中,反射鏡面板是由反射膜復合到基底板上而形成,典型的基底板材料通常是鋁板或者鐵板。雖然選擇不同的材料可能會使反射鏡面板的表面看上去有些不同,但實際測得的這些產品的性能幾乎是完全一致的。同時,與傳統玻璃鏡面板相比,通過應用反射膜創造出基于平面的柔性化的輕質反射鏡,能夠降低儲存和運輸成本。
歷經多年發展,反射膜反射鏡整體系統方案已面向市場
在反射膜的發展歷史中,有兩家最著名的商業公司參與了專門應用于光熱發電領域的反射膜的研發工作,分別是美國3M(Minnesota Mining and Manufacturing)和美國天源光熱科技公司(SKYFUEL,簡稱天源公司)。
3M以反射膜及其附屬產品如膜邊緣用的密封膠、清潔劑等的研發和銷售為主,但并不提供整體反射鏡系統方案。早在1984年,3M公司開始為其開發的第一代反射膜申請專利(彼時的反射膜并非專為光熱發電產業設計)。此后,3M公司雖然進一步開發了光熱領域專用諸如型號為SMF-1100的反射膜,但據最新信息,3M公司已終止向光熱市場提供此類產品。
而另一方ReflecTech的反射膜是一種鍍銀高分子聚合物薄膜,由天源公司和美國國家可再生能源實驗室(NREL)聯合開發,其產品已經在NREL通過了能效測試,并被實施在多個商業項目上,產品可靠性得到實際運行參數的證實。據了解,其最早的反射膜產品在上世紀90年代中期得到發展,并于1999年獲得第一項專利。
近20年來,天源公司致力于不斷完善應用于戶外的ReflecTech?反射膜,并可以提供整體的SkyTrough反射膜反射鏡系統方案。目前,該產品的太陽能鏡面反射率和在光熱發電領域中使用的傳統玻璃的太陽能鏡面反射率旗鼓相當,并成為光熱發電產業歷史中經過最深入研究和測試的戶外應用反射膜。
光學性能與玻璃反射鏡相當
然而,在光熱發電產業中存在這樣一個認知誤區,即應用于戶外的反射膜的實際性能只經歷過有限的測試和驗證。但是,與大多數傳統玻璃反射鏡相比,ReflecTech反射鏡膜已接受并通過了更多的第三方檢測。
由ASME 2009此前所發表的論文顯示,ReflecTech? 反射鏡膜具有94 %的太陽能加權半球反射率和在660 nm及25-mrad (1.4°) 全接受角的94%的鏡面反射率(詳見下表)。此性能與應用于CSP產業的玻璃反射鏡的性能是相當的。
同時,作為全球知名的太陽能反射器產品測試和性能測量的權威機構,NREL也對ReflecTech反射鏡膜的反射率進行了大量與廣泛的評估和驗證。自2009年以來,這些評估和驗證結果數據已向公眾開放,并由許多享有聲譽的出版商和獨立的資料提供方廣為傳播。
圖:由NREL測量的在全太陽光譜中ReflecTech反射鏡膜的鏡面反射率
壽命周期超30年,可滿足光熱發電行業需要
事實上,除了在室內實驗室所做的性能測試,包括ReflecTech反射鏡膜在內的反射鏡也接受了NREL超加速風化系統(UAWS)的檢測。據了解,超加速風化系統(UAWS)是用于測試材料在戶外紫外線光照射下長期耐候性的一個加速器平臺。在測試過程中,樣品將暴露在30oC和60oC的常溫下,這時自然光中的紫外線部分以100倍的倍率被集中照射到樣品上以加速老化機制。
值得注意的是,在長期的超加速風化系統(UAWS)耐候性測試中,ReflecTech反射鏡膜以反射性能幾乎沒有衰減的優異成績通過了測試,得出了其光學耐久性可達30多年的結論。
圖:NREL對ReflecTech反射鏡膜進行超加速風化系統(UAWS)測試的相關數據
據CSPPLAZA此前報道,天源公司專屬的SkyTrough?槽式集熱器采用ReflecTech反射膜技術,配80mm高溫真空集熱管,開口6米,比傳統的歐洲槽略大,反射鏡采用鋁質基板,上面覆ReflecTech反射膜。2009年,該反射鏡系統應用于位于美國加利福尼亞州莫哈韋沙漠(Mojave Desert)的SEGS II項目中。在嚴酷的沙漠氣候環境的考驗下,該反射鏡仍保持著最初測定的鏡面反射率。NREL對以ReflecTech反射鏡膜為核心技術的SkyTrough槽式集熱器進行了測試,結果顯示SkyTrough在當前槽式集熱器技術中光學精度最高。
圖:ReflecTech在SEGSII光熱電站中反射率表現情況
總的來看,對反射膜的利用為槽式集熱器設計開辟了新思路。天源公司的SkyTrough槽式集熱器通過該公司特別設計的槽式“肋板”來形成拋物面形狀的反射表面,而這些具有高精度拋物線形狀邊沿的“肋板”事先由全自動的生產設備制造而成,一旦反射鏡面板滑動插入到肋板(在SkyTrough集熱器上具有專利的一個部件)軌道中,就可以形成一個更加具有光學精確度的拋物面,從而提高集熱器的光學效率。在此情況下,反射鏡不會破碎,從而進一步從整體上降低了項目的運維成本。新一代7米寬大開口的SkyTroughDSP槽式集熱器也是以ReflecTech反射鏡膜和槽式“肋板”為核心技術,在框架設計和材料上做出了更多的優化,在不犧牲產品性能的基礎上,將系統整體成本降到最低。
注:本文由CSPPLAZA會員單位天源光熱科技公司提供素材,CSPPLAZA編輯整理完成。如您對ReflecTech反射鏡膜、反射膜、SkyTrough槽式集熱器或對集成了非玻璃反射鏡面板的光熱發電槽式集熱器技術有任何疑問,請通過電子郵箱info@skyfuel.com與該公司取得聯系。