在風光熱互補開發的大趨勢下，目前中國光熱發電行業迎來了又新一波發展熱潮，CSPPLAZA據相關信息統計，我國“十四五”期間總裝機超4000MW【詳情可見：總裝機超4GW！我國在建/擬開發光熱發電項目匯總】。

同時，隨著我國塔式光熱電站實踐記錄的不斷刷新，塔式技術也成為目前中國光熱發電行業部署規模最大的光熱發電技術路線，市場占比最大，期待值也最高。

作為光熱電站的關鍵設備之一，吸熱器在整個塔式光熱電站的運行中承擔著吸收太陽能的至關重要的作用。它的運行可靠性及性能優劣，以及與聚光系統和儲熱系統的耦合都直接影響整個電站的安全與經濟性。

根據傳熱方式的不同，吸熱器可分為外置管式吸熱器和容積腔式吸熱器，如下圖所示。

圖：外置管式吸熱器結構圖

圖：容積腔式吸熱器結構圖

那么，兩種吸熱器各有何特點？市場應用現狀如何？

如上文圖片顯示，在容積腔式吸熱器中，管屏布置在空腔內，但腔體式吸熱器的窗口朝向一側，只能接收一定范圍內的太陽輻射，定日鏡場的布置受到一定限制。

在外置管式吸熱器中其受熱面呈環形布置，使管屏形成一圓筒體，可以接收來自塔四周360°范圍內的定日鏡所反射、聚集的太陽光，有利于鏡場的布局設計。

腔式吸熱器相對于外置式吸熱器的主要結構差異在于前者的吸熱面位于一個腔體內，因而腔式吸熱器能減小位于高塔之上的吸熱器與外界環境的對流散熱損失，同時腔式吸熱器能減小吸熱器表面與環境的輻射換熱損失。

此外，管式吸熱器中吸熱工質的溫度要比管壁溫度低，吸熱工質所能達到的最高溫度受管壁材料的限制。容積式吸熱器中，常用多孔介質材料，其具有較大的傳熱面積，所以吸熱工質的溫度往往能夠達到多孔介質的溫度，最高可達1200℃。在這方面，容積式吸熱器有著壓倒性的優勢。

但由于當前塔式技術路線正朝著更大裝機、更大規模的方向發展，腔式吸熱器無法做到四面吸熱，相對應的也就無法采用四面鏡場的布置方案，即便采用多腔組合式的吸熱器，仍然無法與外置式吸熱器的吸熱面積相比。

為了盡可能地讓定日鏡距離集熱塔的距離近些，需要增加鏡場布置的土地利用率，而外置管式吸熱器在該方面具有不可比擬的優勢。因此，基于上述因素、當前技術水平及現實需要等因素，外置管式吸熱器在塔式技術路線中獨占鰲頭，目前已成為應用最廣泛的吸熱器形式。

這一發展趨勢在國內國外市場都得到了實際項目驗證。

相關資料顯示西班牙于2007年建設了11MW的腔式吸熱器項目PS10，南非于2015年建設了50MW的腔式吸熱器項目Khi Solar One，但相較于外置管式吸熱器，采用腔式吸熱器的光熱項目滄海一粟。

圖：西班牙PS10塔式光熱項目

我國除了早年間在延慶太陽能測試基地建設的腔式吸熱器實驗項目之外，青海中控德令哈熔鹽塔式5萬千萬光熱發電項目、首航敦煌熔鹽塔式10萬千瓦光熱發電示范項目、中國電建共和熔鹽塔式5萬千瓦光熱發電項目等已建成投運的多個商業化塔式電站均采用外置管式吸熱器。

圖：首航敦煌塔式光熱項目

不論外置管式吸熱器的布局優勢還是容積腔式的高溫優勢，都可以提高光熱電站光-熱-電轉換效率，縮短光熱電站的投資回報周期。對于塔式光熱電站來說，兩者均具有極高的可利用價值，但就當前技術水平而言，只能“魚與熊掌不可兼得”。

隨著吸熱介質材料如金屬顆粒、陶瓷顆粒、液態金屬等耐高溫材料的逐步成熟，陶瓷泡沫、金屬泡沫等新材料在吸熱器結構優化領域的應用突破，高溫吸熱器已經成為支撐塔式太陽能熱發電向高參數、高效率發展的重要技術支撐。

注：本文由CSPPLAZA綜合相關資料整理而成。