CSPPLAZA光熱發電網報道：隨著“煤改氣”、“煤改電”的雙替代改造的實行，眾多工業企業面臨能源蒸汽成本迅速上漲、燃料價格生產成本的不斷攀升的現實問題，市場亟需提供抑制能源成本增加的有效解決方案，使企業不至于因能源成本上漲而使能源結構轉型受阻。

作為一種可再生能源技術，槽式太陽能集熱系統的高效利用方式開始受到越來越多的關注，并逐步走向實施落地。槽式太陽能工業蒸汽聚光系統的應用，應考慮到更佳適應性、經濟性、穩定性，同時要解決太陽能系統的持續性、匹配性、安全性等諸多挑戰，以達到不同企業工廠用蒸汽模式所要求的最佳耦合運行方案。

圖：光熱發電開口5770mm集熱器

圖：工業蒸汽開口3000mm集熱器

目前，成都禪德太陽電力有限公司（簡稱“成都禪德”）正積極推廣和實踐槽式太陽能集熱系統。考慮到目前的工業企業“煤改氣、電”為主要的鍋爐形式，成都禪德優先開展燃氣鍋爐、電鍋爐用戶的太陽能再節約替代方向，該集熱系統對于生物質、醇基燃料、清潔煤等其他形式保留下來的鍋爐，同樣可行有效。同時，該公司根據用戶的資源條件設計優化合理的多能互補模式。

在設計階段，其擯棄了目前光熱發電槽式集熱的相對高成本設計思想，利用更匹配應用溫度區間采取降低集熱溫度（集熱場出口溫度由393℃下降至235℃左右）、從繁到簡（采用4片反射鏡組成的拋物線減少到2片組成）、從大到小（開口寬度從5770mm降低到3000mm，焦距從1710mm降低到950mm）、從長到短（集熱器組合從150m減少到50m）的思路。這樣使工程所需材料、導熱介質及全系統的配置成本大幅下降，溫度和壓力的降低則使集熱系統也降低了安全風險，反射鏡采用兩片的設計也極大的降低了施工安裝成本。

成都禪德利用當前市場常規的中高溫槽式集熱的技術，采取了提高增強的設計思維，在現有中高溫集熱器開口2550mm的基礎上提高了14%的寬度比例，從而達到了2片反射鏡產品設計的接近合理極限寬度，同時其焦距設計也在此基礎上提高了10%，相應地，采光面積也提高了14%，加之對金屬結構部分的優化設計，既可以保證性能，還可以降低成本。

通過合理降級加上優化升級雙重系統設計后，導熱介質不僅僅是在最高溫度的設計上控制在315°以下，更使導熱油的冷凝點從14℃下降到-18℃，從而降低導熱、傳熱系統的防凝成本。通過合理的優化設計，為打造更專業利用光熱發電技術的累積經驗，充分汲取中高溫集熱系統的應用特點，為槽式太陽能工業用蒸汽市場締造出最理想的槽式集熱系統設計最佳方案，以適用于工業企業蒸汽領域的廣泛市場。

表：集熱器單元（SCE）參數

成都禪德自主開發的槽式太陽能工業蒸汽市場專用集熱器，設計開口寬度為3000mm、焦距950mm，聚光比70倍左右，集熱管可選用管徑在40mm-60mm范圍大小，適用更大范圍的核心部件選擇，有利于降低成本增加競爭力，能夠滿足溫度在120℃～300℃范圍內的工業蒸汽應用領域的需要。采取標準化模塊單元每個SCE集熱器單元(SCE=6000mm)的長度可以適用于6000mm，或者8000mm以及12000mm的不同場地空間需要靈活合理搭配，整個集熱系統的標準回路按照200m設計，由4個標準的SCA集熱器組合（SCA=50m）組成，整個系統的設計嚴格按照光熱發電的光學效率控制每項核心部件的嚴格設計、精細制造、光學檢測、過程控制、組裝集成、系統優化。

表：集熱器組合（SCA）整體參數

考慮到集熱系統不能影響建工業廠房高度的因素，采用槽式拋物線短焦距的技術形式，可以有效避免光污染問題；考慮到工業有效空間的最大利用，采取單軸跟蹤技術能夠提高光學接收效率（相比非跟蹤技術），為建筑屋頂設計更輕便標準模塊化的半拋物面型結構方式；集熱系統采用導熱油吸熱傳熱換熱，能夠降低系統壓力，提高系統安全穩定性，通過利用導熱油緩沖罐的配置能夠穩定輸出給蒸汽發生器，經過蒸汽發生器內的換熱器加熱水，從而給客戶提供穩定的蒸汽，避免云的遮擋給系統帶來的不穩定影響；通過合理的設計儲能方案，為用戶提供更長時間的太陽能蒸汽利用小時數，目前針對儲能的技術在可考慮配置低成本固體儲熱、導熱油、低熔點鹽、相變材料等多種模式，為不同用戶的需要設計最佳的儲熱方案，以滿足用戶的蒸汽穩定需要。

槽式太陽能工業蒸汽系統可以和現有燃氣鍋爐、電鍋爐耦合匹配使用，也可以根據項目情況配置有機朗肯、螺桿機等發電系統達到更高利用的模式。槽式集熱器采用多倍聚光的方式，提高集熱溫度及熱能品質，突破太陽能只能提供低于80℃熱水的局限，專注于解決工業領域的蒸汽需求。

圖：為槽式有機朗肯發電加供熱的多能互補方案

透過合理優化提供穩定運行可靠的槽式太陽能工業蒸汽技術，如何能給客戶帶來好處，是每個企業最為關心的問題，基于槽式光熱技術的特性，是直接的光熱轉換利用，縮短了能量的轉換模式。

如今，槽式太陽能集熱工業蒸汽技術價值已經突顯，以張家口張北地區光資源DNI1700kwh/m2/y為例，不考慮企業場地的成本，僅僅利用槽式太陽能工業蒸汽的技術產生的蒸汽價格低于175元/噸（準確數據需要根據場地規模大小進行核算）；就目前的天然氣價格參考3.75元/m3來測算，產生的蒸汽成本320元/噸左右，此價格沒有考慮供暖季天然氣價格上漲的風險，對于天然氣未來價格會逐步上漲的風險，工業企業本身的利潤率會被能源成本增加逐年抵消，在可預見的未來會讓企業難以承受，相比5年前的蒸汽成本，其價格幾乎接近翻番的窘境。

表：張北2t/h的燃氣鍋爐對比槽式太陽能白天6小時產生的蒸汽成本對比（備注：未考慮土地及地基基礎成本）

在“煤改氣”、“煤改電”之后的新時代，最佳的低成本槽式太陽能工業蒸汽匹配耦合技術，必將會給企業帶來低成本可再生能源多能互補利用時代。

在未來，提高槽式太陽能工業蒸汽系統優化，為廣大工業企業節約能源成本，需要諸多相關企業攜手設計制造、優化技術、精良裝備、共贏市場，開展槽式太陽能工業蒸汽系統的產業化、模塊化、規模化、優化集成、合理利用的工業綠色動能發展之路。

注：本文作者系成都禪德太陽能電力有限公司王洪國，聯系作者：電話：13810518839；郵箱：13810518839@163.com.