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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月(yue)12日，2023中國(guo)國(guo)際光(guang)熱大會暨CSPPLAZA第(di)十屆年(nian)會在浙江杭州盛(sheng)大召開(kai)，北京(jing)兆(zhao)陽光(guang)熱技(ji)術(shu)有限公司經理王(wang)芳出席會議(yi)并帶來主題報告《水工(gong)質類(lei)菲(fei)涅爾式(shi)聚光(guang)集(ji)熱技(ji)術(shu)特點(dian)及綜合性能(neng)分(fen)析(xi)》。

圖：王芳

聚光集熱太陽能產業現狀

王(wang)芳介紹，2021年(nian)(nian)我(wo)國(guo)清(qing)潔能(neng)源消(xiao)費量占能(neng)源消(xiao)費總量的25.5%，較上年(nian)(nian)增長了1.2個(ge)(ge)百(bai)分點，比2012年(nian)(nian)提高了11個(ge)(ge)百(bai)分點，說(shuo)明我(wo)國(guo)能(neng)源消(xiao)費結構正加快向清(qing)潔低碳轉(zhuan)變。

圖：2022年以來清潔供熱(re)相(xiang)關(guan)政策（部分(fen)）

▋太陽能聚光集熱主要應用領域及特點

（一）光熱發電

用能特(te)點：全(quan)年基本無(wu)季節性差異，每日高(gao)峰時間段為(wei)早晚兩次用電高(gao)峰；

高溫高壓用熱，一般為380℃以上的過熱蒸汽；

需(xu)要配置6-8小(xiao)時以上的儲(chu)熱裝置；

單體(ti)規(gui)模較(jiao)大，發電功(gong)率一般大于(yu)100MW。

（二）工業用熱

用(yong)能特點：全年用(yong)熱，一般(ban)冬季(ji)用(yong)能較多，每日用(yong)能時長(chang)8-24小時；

中高溫用熱(re)較多，飽(bao)和蒸汽(qi)或熱(re)水；

需要配(pei)置(zhi)儲熱裝(zhuang)置(zhi)，或與常規(gui)能源供熱裝(zhuang)置(zhi)互(hu)為補充；

總體市(shi)場規模非(fei)常大，分布不均衡，主要(yao)對標(biao)天(tian)然(ran)氣供熱(re)成本。

（三）居民用熱

用(yong)(yong)能特點：24小時(shi)供暖及(ji)生活熱水用(yong)(yong)能，全(quan)年用(yong)(yong)熱時(shi)長約4-6個(ge)月不等(deng)，設備利用(yong)(yong)率低，回收期較長；

用熱形式為熱水；

需要配(pei)置儲(chu)熱(re)裝置，跨(kua)季節(jie)儲(chu)熱(re)方式更佳；

需要常規能源供熱裝置做備份補(bu)充。

圖(tu)：太陽(yang)能聚(ju)光集熱產業發展面臨的主要(yao)問題

兆陽水工質類菲涅爾式聚光集熱技術介紹

圖：我國太陽能光熱產業的基本(ben)要求(qiu)

針對上述基(ji)本要求，兆陽提出了(le)針對性解決方案(an)，開發出兆陽水(shui)工質菲涅爾式聚光集(ji)熱(re)技術，王芳將其總(zong)結為以下六個方面：

（一）東西軸傾斜向陽陣列布置

兆陽光熱的東西軸菲涅(nie)耳聚光集熱系統，鏡面傾斜(xie)布(bu)置(zhi)于接(jie)收(shou)器北側正后(hou)方，截光效率非(fei)常高。

每日(ri)跟蹤太陽光高度角，雖(sui)然存在一天內早晚時段的截光余弦損失，但(dan)全年時段基本(ben)沒(mei)有(you)季節差異性，四季得熱(re)(re)量(liang)(liang)均衡。鏡(jing)場面積與儲熱(re)(re)容量(liang)(liang)設計不(bu)會出現冬季得熱(re)(re)量(liang)(liang)嚴重不(bu)足或夏(xia)季棄熱(re)(re)量(liang)(liang)大的情況(kuang)。

同時，土地利用率高，單位(wei)平米鏡面(mian)占地約2.1-2.3㎡左右，明顯(xian)低(di)于塔式聚光集熱鏡場的(de)占地比例。

以我國40°N的項目地為例，假設不考慮(lv)陰雨(yu)天(tian)，對南北軸槽式、南北軸菲(fei)(fei)(fei)涅爾(er)式以及(ji)兆(zhao)(zhao)陽(yang)菲(fei)(fei)(fei)涅爾(er)式集熱(re)場單位鏡面全年及(ji)冬季累計截光得(de)熱(re)量分別進行了(le)計算(suan)，兆(zhao)(zhao)陽(yang)菲(fei)(fei)(fei)涅爾(er)式的均衡(heng)性(xing)優勢顯(xian)著（如(ru)下圖）：

不同技術路線集(ji)熱(re)場單位(wei)鏡(jing)面全年累(lei)計(ji)集(ji)熱(re)管得熱(re)量的分布圖

由(you)圖(tu)表(biao)可知(zhi)，兆陽菲涅爾(er)全年得(de)熱(re)量與(yu)槽式基本(ben)相(xiang)當，超出(chu)傳(chuan)統(tong)南北軸菲涅爾(er)式10%以上；整(zheng)個(ge)冬季得(de)熱(re)量超出(chu)傳(chuan)統(tong)方式40%，12月、1月超出(chu)一倍。

兆陽東西(xi)軸傾(qing)斜向陽類菲涅爾鏡場第(di)三代(dai)產品(pin)整體尺(chi)寸適中(zhong)，抗風性(xing)能進(jin)一步增加，單位平(ping)米鏡面(mian)的(de)用鋼量顯著下降，有(you)效降低(di)了鏡場成本。

此外，類菲涅(nie)爾式聚(ju)光集熱鏡場具有全機械跟蹤驅動(dong)系統(tong)，可靠性高，直觀(guan)易維護，尤其(qi)適合(he)高海拔惡(e)劣(lie)氣候環境(jing)；一套驅動(dong)裝置可控制3000-10000㎡鏡面，綜(zong)合(he)成本(ben)低。

（二）雙玻冷彎曲面反射鏡

據王(wang)芳(fang)介紹，目前，兆陽雙玻冷(leng)(leng)彎曲(qu)面反(fan)(fan)射鏡技術已(yi)經取得了18個國家或者地區的(de)專(zhuan)利授權。王(wang)芳(fang)表示(shi)，雙玻冷(leng)(leng)彎曲(qu)面反(fan)(fan)射鏡具(ju)有(you)以下(xia)優勢：低能耗、高(gao)效率(lv)，適(shi)合(he)自動化(hua)大規模生(sheng)產，經濟性優勢明顯；面型精度(du)高(gao)，無熱(re)彎鋼化(hua)“風斑應力(li)斑”現象，薄玻璃(li)吸收較少，鏡面反(fan)(fan)射率(lv)高(gao)達93.5%±0.5%，反(fan)(fan)射層及有(you)機材料封裝在(zai)兩層玻璃(li)內部，具(ju)備超高(gao)耐(nai)候性和抗沖(chong)擊的(de)性能，使用壽命可以高(gao)達50年，即使鏡片(pian)遭受(shou)到外力(li)的(de)撞(zhuang)擊破損后，也不會(hui)直接掉落，安全(quan)可靠。

（三）DSG直接蒸汽發生（水工質）

王芳指出(chu)，兆(zhao)陽整套東西(xi)軸(zhou)菲涅爾式集熱系(xi)統采用水工質，與傳(chuan)統的(de)熔(rong)鹽和導熱油工質不同，有一定的(de)特殊性。下為兆(zhao)陽DSG技術體系(xi)特點：

1、接收(shou)器位(wei)置固定，軸(zhou)向伸縮補(bu)償簡單可靠；

2、CPC二(er)次聚光設(she)計能(neng)夠改善(shan)能(neng)流分布的(de)均勻性(xing)；

3、能(neng)穩定(ding)直(zhi)接產(chan)生過熱(re)(re)蒸(zheng)汽(qi)：預(yu)熱(re)(re)蒸(zheng)發段后設(she)(she)置汽(qi)水分離裝置，過熱(re)(re)段增強換熱(re)(re)及均溫設(she)(she)計；

4、大規模混凝土固(gu)態儲熱系統，進一步平(ping)滑(hua)穩定蒸(zheng)汽參數；

5、系(xi)列實用化專利設計(ji)，全方(fang)位保證(zheng)系(xi)統(tong)穩定(ding)高效運行，輕(qing)松適應(ying)各(ge)種復雜惡劣(lie)天氣狀況。

上圖(tu)為(wei)張家口一號光熱(re)電站鏡場，紅色(se)框選(xuan)部(bu)分為(wei)汽水(shui)分離器(qi)，可維持較多的預熱(re)蒸發(fa)段循環水(shui)量，保(bao)證蒸發(fa)換(huan)熱(re)狀態穩(wen)定及吸(xi)熱(re)管壁溫穩(wen)定，能有效的避(bi)免振動水(shui)錘(chui)以及材料疲(pi)勞破(po)壞的現象，簡單用安全可靠。

（四）高頻次無水自動清掃車

自動(dong)清掃(sao)機器人與鏡場支撐結(jie)構一體化設計，緊貼鏡面沿(yan)東(dong)西方向自動(dong)行走(zou)，雙向設置限位(wei)自動(dong)換向；行走(zou)的同時(shi)旋轉(zhuan)毛刷清掃(sao)鏡面；設備緊湊自帶光伏電源，無需專人操控，清掃(sao)頻率可(ke)達到每日一次(ci)；設備及運行成本低，能(neng)夠保(bao)證(zheng)鏡面清潔(jie)率99%以上，是達成高效率聚光集熱的基本保(bao)障。

（五）可選裝多種吸熱器組件

兆(zhao)陽(yang)聚(ju)光(guang)系統(tong)東(dong)西軸(zhou)傾斜向陽(yang)跟(gen)蹤(zong)(zong)，截光(guang)量高(gao)，跟(gen)蹤(zong)(zong)角度變(bian)(bian)化(hua)范圍較(jiao)小(xiao)散光(guang)輕微，聚(ju)光(guang)光(guang)帶(dai)窄。聚(ju)光(guang)焦距變(bian)(bian)化(hua)范圍較(jiao)小(xiao)，能(neng)流分布可(ke)調(diao)可(ke)控(kong)，適(shi)應低、中(zhong)、高(gao)不同的(de)聚(ju)光(guang)倍(bei)率的(de)要求；結合(he)二次(ci)聚(ju)光(guang)，聚(ju)光(guang)倍(bei)率可(ke)高(gao)達200倍(bei)。實際應用時可(ke)以(yi)選裝(zhuang)低、中(zhong)、高(gao)倍(bei)多種類(lei)型(xing)吸熱(re)器，輸出不同參數的(de)熱(re)水和蒸汽(qi)。

此外，吸(xi)熱(re)器位置固定，不隨(sui)鏡面跟蹤而轉動，穩定可靠(kao)，易自動清掃(sao)軸向長度伸縮補償簡單(dan)可靠(kao)，有效吸(xi)熱(re)區域占(zhan)比大；400℃以(yi)內可不使(shi)用真空集熱(re)管實現高效率集熱(re)，進一(yi)步降低了(le)成本。

（六）常規低成本運維體系

▋應用實例

例一：光熱電站

圖：兆(zhao)陽張家(jia)口15MW光熱發電項(xiang)目-38萬㎡鏡面(mian)面(mian)積

例二：建筑供暖

圖：張家(jia)口尚義小蒜溝(gou)小區冬季供暖

例三：工業熱水

圖：青海(hai)鹽湖碳酸鋰(li)項目(mu)太(tai)陽能供熱工程

圖(tu)：工(gong)程建設運行實例

已達成的技術經濟指標分析

▋應用場景

場景一：光熱電站

光熱(re)電站（100MW 1300h）

光熱電站（100MW 4000h配長時儲能）

場(chang)景(jing)二：工業園(yuan)區用(yong)飽和(he)蒸汽

場景三：工業園區用熱水

某園區5MW熱水(shui)項目(mu)

場(chang)景四：北方(fang)地區冬季(ji)供暖

供暖季：10月15日(ri)-4月15日(ri)（按照每平(ping)米日(ri)均耗能(neng)1kWh保守測算）。

▋兆陽光熱技術體系特點總結

1、經濟性優勢明顯

全系(xi)列自主知識產權的(de)關鍵(jian)技術創新，從設(she)(she)計(ji)、制造、建設(she)(she)、運維各環節綜(zong)合設(she)(she)計(ji)控(kong)制成本(ben)(ben)：在(zai)工業及民用熱利用領域已可以明顯低(di)于(yu)天然(ran)氣供熱（熱水、蒸汽）成本(ben)(ben)；在(zai)西部多數(shu)地(di)區可以達(da)到清潔燃(ran)煤的(de)供熱成本(ben)(ben)；與國內外(wai)常規光熱發(fa)電(dian)體(ti)系(xi)相比，聚光集熱加儲熱系(xi)統的(de)單位(wei)得熱量成本(ben)(ben)下降1/3左右，優勢明顯。

2、清潔安(an)全可靠(kao)性高(gao)

傳(chuan)統成(cheng)熟的水工質傳(chuan)熱(re)和(he)固態顯熱(re)儲熱(re)技術體系，具備天然的清潔性和(he)安全性，從根本上避免了燃(ran)燒、爆炸、凍堵、泄露(lu)等(deng)消防環(huan)保(bao)類風險隱(yin)患。

3、標(biao)準體(ti)系(xi)完(wan)整、全國產化、運維費用低

熱(re)力系(xi)統(tong)(tong)基本等同于(yu)中低參數火電廠，全系(xi)統(tong)(tong)國產化，產業鏈完整，設計、建(jian)設及運(yun)行標(biao)準成(cheng)熟(shu)，能夠(gou)全面(mian)準確進(jin)行審查評價；常規(gui)火電站運(yun)行人員簡單(dan)培(pei)訓即可(ke)滿足(zu)(zu)需求，備品備件供應充足(zu)(zu)，運(yun)維成(cheng)本低。

關于北京兆陽光熱技術有限公司

北京兆陽光(guang)(guang)熱技(ji)(ji)術(shu)有限公司及其關聯(lian)公司，致(zhi)力于太(tai)陽能光(guang)(guang)熱利用技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)開發(fa)及推廣(guang)。核(he)心團隊由(you)數名清華學子組成(cheng)，秉持(chi)行勝于言的(de)(de)理念(nian)，經過近(jin)20年(nian)的(de)(de)研發(fa)歷程，形成(cheng)了一套(tao)原創光(guang)(guang)熱技(ji)(ji)術(shu)體系(xi)，具備全產業鏈完(wan)整自主知識產權。

類(lei)菲涅爾聚光集(ji)熱(re)(re)(re)技術和大(da)規模儲熱(re)(re)(re)技術，除了整體應(ying)用于太陽(yang)能熱(re)(re)(re)發(fa)電外，其(qi)(qi)組成部分(fen)及其(qi)(qi)衍生產(chan)品還可被單獨應(ying)用于工(gong)業(ye)熱(re)(re)(re)水/蒸汽、火電站靈活性改造(zao)、城鎮供熱(re)(re)(re)、海水淡化、農業(ye)畜牧(mu)業(ye)供熱(re)(re)(re)等領域，具有清潔、經濟、安全的特點。

圖：資質及榮譽

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公司對外提供(gong)全套太陽能光熱(re)技術(shu)服(fu)務，承接聚光集熱(re)系(xi)統(tong)及(ji)儲熱(re)系(xi)統(tong)的(de)研發、制造、銷售；并(bing)提供(gong)技術(shu)咨詢、方案解決(jue)、光熱(re)電站EPC服(fu)務及(ji)升級改造、調試運維等服(fu)務。