CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：自1980年代，美國(guó)加州建立起第一批商業(yè)化槽式光熱電站至今，槽式光熱發(fā)電技術(shù)已歷經(jīng)30余年歷史，30年來(lái)，槽式集熱技術(shù)一直處于發(fā)展之中。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)拋物線方程式，影響著槽式光熱發(fā)電的過(guò)去和現(xiàn)在，甚至未來(lái)！

槽式集熱技術(shù)的發(fā)展以反射鏡板的設(shè)計(jì)發(fā)展為重要標(biāo)識(shí)，從最初的RP1型到最新的RP5型，反射鏡板的型號(hào)更迭折射著槽式光熱發(fā)電集熱技術(shù)的發(fā)展歷程。

反射鏡板的規(guī)格發(fā)展

圖：RP1型集熱器

1984年，這是光熱發(fā)電邁向商業(yè)化開發(fā)的元年，也是在這一年，RP1作為最早的槽式集熱技術(shù)方案開始應(yīng)用，RP1的開口較小，寬度為2550mm，焦距700mm，搭配相對(duì)較細(xì)的真空集熱管，聚光倍數(shù)約63倍左右，集熱溫度可達(dá)307℃，但由于其應(yīng)用很少，并未在一個(gè)光熱發(fā)電站中實(shí)現(xiàn)全部應(yīng)用，其實(shí)際集熱溫度是否能滿足發(fā)電要求不得而知。其集熱系統(tǒng)由兩片1570mm*1400mm（弧長(zhǎng)）的反射鏡組成，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。很可能是由于其集熱溫度較低，這樣的系統(tǒng)并未在市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)大批量應(yīng)用，僅在SEGS1中試用了42600片，在SEGS2電站中試用了一些。

圖：RP2型集熱器

1985年，RP2作為第二代產(chǎn)品出現(xiàn)，RP2的設(shè)計(jì)相對(duì)RP1更加復(fù)雜，開口寬度擴(kuò)大一倍達(dá)5000mm，焦距1490mm，開口和焦距的倍增使反射面板的數(shù)量也相應(yīng)增加了一倍，由兩片變成了四片，尺寸分別為內(nèi)片1570mm*1400mm（弧長(zhǎng)）和外片1570mm*1324mm（弧長(zhǎng)），聚光倍數(shù)也達(dá)到71倍左右，集熱溫度可達(dá)349℃，完全可以滿足發(fā)電需求。采用RP2集熱技術(shù)方案的電站相對(duì)較多，西班牙有兩個(gè)50MW電站，美國(guó)加州SEGS3、SEGS4兩個(gè)電站、Nevada州三個(gè)總裝機(jī)104MW的電站。同時(shí)其還在SEGS2、SEGS5、SEGS6、SEGS7等電站中有所應(yīng)用。相對(duì)成熟的RP2第二代集熱技術(shù)也在新技術(shù)的出現(xiàn)后，逐漸退出歷史舞臺(tái)。RP2技術(shù)由于得到了小批量的應(yīng)用，證明了這種設(shè)計(jì)的可靠性，對(duì)大槽的集熱技術(shù)開發(fā)打下了基礎(chǔ)。

圖：RP3型集熱器

1989年，第三代反射面板設(shè)計(jì)RP3開始出現(xiàn)并投入應(yīng)用，RP3相對(duì)前面的幾種設(shè)計(jì)得到了更大規(guī)模的應(yīng)用，也可以說(shuō)是到目前為止都最為成熟的槽式集熱設(shè)計(jì)。RP3集熱系統(tǒng)的開口增大到了5770mm，焦距也提高到了1710mm，反射面板的數(shù)量和RP2一樣，但尺寸有很大程度地增加，變?yōu)榱藘?nèi)片1700mm*1641mm（弧長(zhǎng)）和外片1700mm*1501mm（弧長(zhǎng)），反射面積的增大也使其聚光倍數(shù)增加到了82倍左右，集熱溫度可達(dá)390℃，這種設(shè)計(jì)也更適合高溫光熱發(fā)電的應(yīng)用，其累計(jì)使用面積超過(guò)三千萬(wàn)平方米，直到現(xiàn)在仍在進(jìn)一步應(yīng)用。

但RP3并不會(huì)成為最終的槽式集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，就在RP3廣泛應(yīng)用之時(shí)，2009年，第四代產(chǎn)品RP4開始出現(xiàn)。

圖：RP4型集熱器

第四代產(chǎn)品雖然已經(jīng)開發(fā)出了五年之久，但由于該技術(shù)的開發(fā)公司FLAGSOL宣布破產(chǎn)，RP4猶如曇花一現(xiàn)，未能大面積推廣應(yīng)用。第四代產(chǎn)品實(shí)際上是第三代產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)版，焦距并沒有變化，還是1710mm，只是開口增大到6770mm，已經(jīng)做到了在這個(gè)焦距上面的最大利用限度，反射面板的數(shù)量沒有變化，還是由四片組成，只是反射面積更大，內(nèi)片和外片的尺寸相同，都是1570mm*1900mm（弧長(zhǎng)），效率相對(duì)提高，集熱管加粗到90mm（內(nèi)管），如此一來(lái)，它的聚光比沒有增加多少，反而降低到75倍左右。RP4的設(shè)計(jì)目的是為了適應(yīng)熔鹽傳熱的應(yīng)用，增加了集熱器寬度的同時(shí)也增加了長(zhǎng)度，綜合成本降低8%~10%。RP4在其短暫的生命歷程中曾創(chuàng)造了2.25GW的項(xiàng)目業(yè)績(jī)，但卻因FLAGSOL的破產(chǎn)而未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

圖：RP5型集熱器

第四代產(chǎn)品的應(yīng)用很少，僅僅只有800米的試驗(yàn)回路在進(jìn)行示范，但卻并未在這個(gè)試驗(yàn)回路上進(jìn)行熔鹽傳熱試驗(yàn)。2012年，也有公司開發(fā)了類似的集熱技術(shù)試驗(yàn)，做了一個(gè)回路，只可惜焦距變得更大了。

2011年，所謂的第五代集熱技術(shù)也開始出現(xiàn)，但目前也僅僅建成了一個(gè)試驗(yàn)回路，這種槽有更大的開口，達(dá)7512mm，采用雙焦距設(shè)計(jì)，內(nèi)片焦距是1710mm，外片焦距是1878mm，中間間隔增大以增加抗風(fēng)能力。同時(shí)增加了反射面板尺寸，變?yōu)榱?030mm*2010mm（弧長(zhǎng)），內(nèi)外片尺寸相同。這種集熱設(shè)計(jì)使支架的成本也相應(yīng)增加，主要是中間的間距增加造成了支架成本的上漲。目前這項(xiàng)新技術(shù)尚沒有取得市場(chǎng)的認(rèn)可。

設(shè)計(jì)混亂不利于行業(yè)發(fā)展

從第一代到第五代產(chǎn)品，集熱器的設(shè)計(jì)越來(lái)越大，大槽技術(shù)的不斷發(fā)展最終還是為了提高集熱溫度，適應(yīng)熔鹽等新型傳熱介質(zhì)的應(yīng)用，但要取代導(dǎo)熱油作傳熱介質(zhì)的傳統(tǒng)槽式技術(shù)，尚需克服一些困難。

對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，在現(xiàn)有的槽式集熱技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足我國(guó)西北地區(qū)的惡劣自然環(huán)境要求。

對(duì)于第一代到第五代產(chǎn)品，應(yīng)分不同的市場(chǎng)選擇應(yīng)用。針對(duì)中溫太陽(yáng)能熱利用市場(chǎng)，RP1是否完全可以滿足需求？或者說(shuō)對(duì)于更細(xì)分的海水淡化市場(chǎng)，RP1和RP2相比哪個(gè)更具性價(jià)比？對(duì)于高溫光熱發(fā)電市場(chǎng)，第三代設(shè)計(jì)是否是最成熟的終極設(shè)計(jì)？第四代、第五代集熱技術(shù)的開發(fā)是否應(yīng)以熔鹽等新型傳熱介質(zhì)為應(yīng)用目標(biāo)？如何統(tǒng)一業(yè)內(nèi)對(duì)新型傳熱介質(zhì)用槽式集熱器的規(guī)格認(rèn)知？??這是目前業(yè)內(nèi)需要認(rèn)真考慮并統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的問(wèn)題。

對(duì)上述問(wèn)題沒有統(tǒng)一的認(rèn)知，給產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了諸多困難。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，類似第一代和第二代設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開發(fā)相對(duì)較多，在開口2500mm~5000mm之間都有分布，較為混亂。業(yè)內(nèi)應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，對(duì)開口尺寸的設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)一，這有利于削減成本，有利于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品實(shí)行產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化生產(chǎn)。

如果能針對(duì)不同的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合中國(guó)的具體環(huán)境要求，對(duì)對(duì)應(yīng)的槽式集熱器進(jìn)行規(guī)格尺寸上的統(tǒng)一，比如，對(duì)于中溫?zé)崂脩?yīng)用市場(chǎng)，從第一代產(chǎn)品參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新；對(duì)于海水淡化等需要更高溫度的市場(chǎng)，則以第二代產(chǎn)品為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)創(chuàng)新，對(duì)于光熱發(fā)電等更高溫度的市場(chǎng)領(lǐng)域，以第三代產(chǎn)品為基礎(chǔ)進(jìn)行本土化創(chuàng)新。如此以來(lái)，我們就可以找到適合中國(guó)的、針對(duì)不同市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的、最具性價(jià)比的集熱方式。而這，將可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)效益，削減度電成本。