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反射膜技術槽式玻璃反射鏡替代者？

發布者：本網記者Robin Jason | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 2評論 | 10312查看 | 2013-05-30 15:53:00

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：傳統的太陽能反射鏡從低鐵玻璃到最終被加工為符合技術指標的成品，其中要經過一道重要的工序即鍍膜，通常采用化學法在4mm厚的玻璃基層表面鍍一層銀和一層銅來達到反射指標要求。另外，還需涂(tu)三層防護漆以防止膜層脫(tuo)落(luo)，增強耐(nai)候性(xing)。整體的(de)加工流程較為復雜。

圖：ReflecTech反射膜

　　從價格上來看，目前槽式鏡的市場價格在200元~300元人民幣/平方米左右。這類傳統的太陽能玻璃反射鏡當前的市場價格雖然已經有顯(xian)著(zhu)下跌，但由于這種反(fan)射鏡的重(zhong)量較(jiao)大，其帶來的衍生投資(zi)仍較(jiao)多。如對支架系統的要求更為嚴格(ge)，整個光(guang)場系統的造價因需要耗(hao)費(fei)較(jiao)多支架、地樁建設等方面的投資(zi)而高居(ju)不下。

反射膜技術的擁躉者

　　反射膜技術的擁躉者認為，輕質的新型反射膜技術的應用可以為光熱發電光場系統的成本下跌找到出路，雖然目前還缺乏實際的大型商業化項目的驗證，但其仍不失為一個有較大發展潛力的有研究價值的解(jie)決方案。

　　當前在太陽能反射膜技術上研發較多的有兩家公司，分別是3M和Skyfuel旗下的ReflecTech。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(fang)案(an)，而Skyfuel則提供整(zheng)體的(de)SkyTrough反(fan)射膜(mo)反(fan)射鏡系統方(fang)案(an)。

　　據CSPPLAZA記者從公開資料上了解到的信息，ReflecTech的反射膜是一種鍍銀高分子聚合物薄膜，由SkyFuel的全資子公司ReflecTech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NERL通過(guo)了能效測(ce)試(shi)(shi)，并(bing)在一個1MW的槽式光熱發電實驗回(hui)路中經過(guo)了18個月的運行(xing)測(ce)試(shi)(shi)后證明了其產品的可靠性。同時通過(guo)了11m/s風(feng)速(su)的抗風(feng)測(ce)試(shi)(shi)，在超加速(su)風(feng)化系統內對其進行(xing)測(ce)試，得出了其光學耐久(jiu)性(xing)可(ke)達30多年的結論。

　　另外，NREL對ReflecTech槽式反射鏡和傳統的歐洲槽反射鏡系統進行了內涵能源（又稱“隱含能源”，是指產品上游加工、制造、運輸等全過程所消耗的總能源）的分析對比，結果顯示，ReflecTech槽式反(fan)射鏡(jing)(jing)的內涵(han)(han)能(neng)源消耗為332MJ/m2,而歐洲槽反(fan)射鏡(jing)(jing)系統(tong)的內涵(han)(han)能(neng)源消耗為535MJ/m2，比前者要(yao)高出61%。這主(zhu)要(yao)是因為ReflecTech反(fan)射鏡(jing)(jing)不需要(yao)采用4mm厚的玻璃作為基層(ceng)，其(qi)只需要(yao)在1.3mm厚(hou)的(de)鋁板上(shang)附上(shang)一層ReflecTech反射膜即可，總的(de)厚(hou)的(de)僅(jin)僅(jin)1.36mm，比玻(bo)(bo)璃反射鏡的(de)4mm薄(bo)很多，整(zheng)體重量僅(jin)為(wei)玻(bo)(bo)璃反射鏡的(de)1/3。加工制造的(de)能耗較低，運輸(shu)成本(ben)也大大削減。

　　Skyfuel利用反射膜技術生產SkyTrough高性能拋物槽式太陽能集熱器，其搭配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。SkyTrough反射鏡系(xi)統已經于2010年(nian)2月份開始在(zai)加州SEGS‖電站中(zhong)進行示范運行。同(tong)時，Skyfuel在(zai)海(hai)外多個市場進行拓展，在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)的活動也極為頻繁(fan)，其(qi)早先與國(guo)(guo)內相(xiang)關單(dan)位(wei)計(ji)劃合作(zuo)在(zai)葫蘆島建設一(yi)個50MW的槽(cao)式電站(zhan)，但最終不了了之。目(mu)(mu)前其正與相關單位計劃合作在山西忻州、河北張家口各開發一(yi)座大(da)規模槽(cao)式電站(zhan)，項目(mu)(mu)最終能(neng)否落(luo)地尚有待觀察(cha)。

　　據3M公司提供的資料顯示，其開發的太陽能反射鏡薄膜1100產品是一種鍍銀的抗寒耐熱的丙烯酸薄膜，在大氣質量為AM1.5（AM1.5，是太陽(yang)光經過大(da)氣層(ceng)的(de)路程是垂直距離的(de)1.5倍）時(shi)，其半球(qiu)向反射率為94.2%。整(zheng)體重量要比玻(bo)璃反射鏡輕50%以上。

　　重量較輕為這種反射鏡向大槽方向發展提供了更高的可行性。3M與Gossamer Space Frames公司此前就開展了相關合作，將其太陽能鏡面反射膜1100的耐久性、設計靈活性和高反射性、輕質性和(he)Gossamer Space Frames司在機械設計方面(mian)的(de)(de)(de)創新性(xing)進行(xing)結合，研發(fa)了一種大型的(de)(de)(de)槽式反射鏡系統LAT73，其擁(yong)有(you)7.3米的(de)(de)(de)開(kai)口尺寸，比傳統的(de)(de)(de)5.7米的(de)(de)(de)歐洲槽的(de)(de)(de)開(kai)口要大很多。其宣稱采用這種(zhong)反射鏡(jing)系(xi)統可(ke)以降低25%的光場系(xi)統成本。這種(zhong)大(da)開口槽式(shi)反射膜反射鏡(jing)系(xi)統早(zao)在2011年9月份就開始在加(jia)州(zhou)SEGS 1&;2槽式(shi)電站上進行示范(fan)運行。

　　3M中國公司有關人士還對CSPPLAZA記者表示，反射膜產品的輕質化使其對地質的要求大大降低，沙地也可實現安裝，對支架等支撐結構的要求更低。

反射膜技術的應用障礙

　　上(shang)述3M中(zhong)國公司人士對(dui)本網(wang)記者坦承，反射(she)膜(mo)技術目前最大的障礙(ai)是價格較高，硬(ying)度比玻璃(li)鏡要差。

　　據CSPPLAZA記者了解，3M公司的太陽能反射鏡薄膜1100產品的市場價格高達400元/平方米，再加上鋁質或不銹鋼基板的價格，其價格競爭力應遠遠不如玻璃反射鏡。另據Skyfuel中國區代表朱偉對本網記者透露，ReflecTech反射膜并不單獨出售，其只搭配SkyTrough反射鏡(jing)系統整(zheng)體(ti)出(chu)售，因(yin)此反射膜(mo)的(de)具體(ti)價格(ge)尚無法得知，但他也未向(xiang)記(ji)者透露整(zheng)體(ti)反射鏡(jing)系統的(de)大概價格(ge)，只表示會根據具體(ti)項目進行(xing)單獨價格(ge)談判。另外，硬度(du)較低(di)可能使其(qi)耐(nai)候性無法(fa)與玻璃反射鏡(jing)抗衡，特別是在中國西部自然環境(jing)較為惡(e)劣的(de)(de)(de)地區，其(qi)產品是否能經得起25年的(de)(de)(de)運營(ying)周期(qi)考驗，尚(shang)不得知。但反過來說，雖然其(qi)價格較高(gao)，但由(you)于其(qi)產品的(de)(de)(de)上述優點，采用這種(zhong)產品帶來的(de)(de)(de)衍生投資(zi)較小，如支架(jia)、地形(xing)平整(zheng)、安裝工作等(deng)各方面的(de)(de)(de)投資(zi)都會有(you)(you)所(suo)降低(di)，因此(ci)，采用這種(zhong)技(ji)術建設的(de)(de)(de)光場(chang)與采用玻璃反射鏡(jing)建設的(de)(de)(de)光場(chang)的(de)(de)(de)整(zheng)體成本到底(di)哪個更低(di)，還(huan)有(you)(you)待做進一步對比和實踐驗證。

　　大明玻璃CSP事業部總經理王朝陽在接受本網記者采訪時表示，從技術和經濟層面來看，都尚不能確定反射膜技術的商業可行性。技術方面，一是其反射率到底如何尚沒有一個權威機構提供的檢測認證；二是其使用壽命，反射膜在運行幾年后是否會發霉、變質等，反射率是否會有較大的衰減等，這些都不能完全確定；三是其聚光精度較難控制，反射膜需要搭配金屬基板，其聚光精度由金屬基板如鋁板決定，如何保障鋁板的弧面精度是一個問題，即便鋁板的精度可以保證，把反射膜貼上去這一過程也很可能會影響弧面的精度。再一個從經濟性上來看，目前也沒有實際的商業化項目數據支撐其成本比玻璃反射鏡較低的論斷。

　　國際某光熱發電反射鏡領先廠商相關人士也認為，反射膜產品的反射率和耐候性是個問題，其反射率要比玻璃反射鏡低些，根據DLR對多種反射鏡的反射率的測試結果分析，在ASTM G173標準太陽光譜環境下，高分(fen)子(zi)反(fan)射(she)(she)膜的反(fan)射(she)(she)率(lv)要比一(yi)般(ban)玻璃反(fan)射(she)(she)鏡的反(fan)射(she)(she)率(lv)略低（產品種類不詳），分(fen)別為(wei)92.2%和93.9%。雖然僅僅是百分(fen)之一(yi)點幾的差距，但仍(reng)會對反(fan)射(she)(she)鏡的集熱效(xiao)率(lv)產生(sheng)較大(da)影響(xiang)。另外由于其反(fan)射(she)膜(mo)是直接貼在(zai)基(ji)板上表層(ceng)的，比傳(chuan)統的鍍(du)膜(mo)層(ceng)后置（反(fan)射(she)鏡背面鍍(du)膜(mo)）所遭(zao)受的環境影響(xiang)更大，到底能(neng)不能(neng)運(yun)行20年(nian)以上還不好說。

　　某不愿具名的太陽能反射鏡研發工程師對CSPPLAZA記者補充稱，除了上述缺陷，反射膜產品的清洗問題也是個難點，由于其是在有機材料上鍍膜，鍍膜后表面沒有玻璃光滑，空氣中的塵埃等污染物比較(jiao)容易粘附上去，清洗(xi)也較(jiao)為(wei)困(kun)難。另(ling)外，玻璃(li)反射鏡要鍍上三層(ceng)(ceng)防護漆，第(di)(di)一層(ceng)(ceng)保護漆就(jiu)是(shi)(shi)丙烯酸樹脂(zhi)層(ceng)(ceng)，第(di)(di)二(er)層(ceng)(ceng)是(shi)(shi)醇酸樹脂(zhi)層(ceng)(ceng)，第(di)(di)三層(ceng)(ceng)是(shi)(shi)聚氨酯樹脂(zhi)層(ceng)(ceng)，也就(jiu)是(shi)(shi)人(ren)們說的抗UV層(ceng)(ceng)，其目(mu)的(de)就是(shi)為了增強產(chan)(chan)品的(de)耐候性(xing)，從這一點上(shang)看(kan)，反(fan)射(she)膜(mo)的(de)耐候性(xing)理論上(shang)也難以與(yu)玻璃(li)反(fan)射(she)鏡相抗衡。再者，反(fan)射(she)膜(mo)對基板(ban)(ban)材(cai)質的(de)要求也較高(gao)，需具有較強抗氧化(hua)性(xing)。以常用(yong)(yong)的(de)鋁(lv)板(ban)(ban)為例，一般(ban)的(de)鋁(lv)材(cai)并不適用(yong)(yong)，需要采用(yong)(yong)3A21號鋁(lv)材(cai)，該型號鋁(lv)以其出色的(de)抗老化(hua)性(xing)和可塑性(xing)被稱為“航空(kong)(kong)鋁(lv)”，目(mu)前主(zhu)要用(yong)(yong)于航空(kong)(kong)航天(tian)和高(gao)級易拉罐的(de)生產(chan)(chan)，這導(dao)致其基板(ban)(ban)的(de)生產(chan)(chan)成本也較高(gao)。

　　總的來看，反射膜技術的推廣應用尚面臨著不少障礙，目前在絕大多數項目開發商看來，其相對成熟的玻璃反射鏡產品

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