CSPPLAZA光熱發電網報道：新能源的新是相對于傳統能源而言的，所以新能源必須要有自己的使命，這種使命就是不斷提升效率、不斷降低成本，最后達到跟傳統能源發電，比如煤電，實現平價上網的目標。對于光熱電站這種新能源發電形式，其核心部件比如說集熱管，它也必然具備這樣的屬性，所以也需要不斷提升性能、降低自己的成本。”2017年6月14～16日，在浙江杭州召開的中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2017（CPC2017）上，北京天瑞星光熱技術有限公司副總經理崔孟龍在發表題為《集熱管的壽命以及品質管控對電站運營的影響》的演講過程中如是表示。

　　從業主的角度來看，初期的采購成本、系統運行的成本是關鍵考量因素。對此，崔孟龍表示，延長核心部件集熱管的壽命、提高其性能和壽命穩定性，以提高發電量、降低損耗率，對降低電站運行成本十分重要。中國特殊的自然地理環境對集熱管的性能提出了更高的要求。崔孟龍表示，“我國的DNI，相對于西班牙、摩洛哥、智利、美國，DNI還是偏低，帶來的問題是光場面積大、管道變長、熱損偏高，所以我們的發電成本可能就偏高。對于集熱管廠商來講，主要是從集熱管的角度來降低它的熱量損失。”針對中國光熱電站所在地的極寒天氣，崔孟龍認為，“因為像槽式每天都有冷啟和熱啟的過程，在德令哈，冬天最低溫度可能在零下39度，因此在玻璃管壽命可靠性上也提出了更高的要求。”為了應對由玻璃損壞、真空損失和磨損老化導致的集熱管失效問題，崔孟龍介紹了源自航天工藝的金屬和玻璃封接技術、防風防磨損的膜層技術、耐冷凍增透膜技術等符合業主要求，并且符合自然環境應用要求的技術路線，并介紹了天瑞星在生產管理上保障產品良率的舉措。

　　各位領導，各位專家，大家上午好！

　　我是北京天瑞星光熱技術有限公司副總經理崔孟龍，非常高興有機會向各位同行、同仁和各位領導匯報一下我們現在在集熱管方面一些新的進展。

　　我匯報的內容主要分成四個部分，第一部分就是光熱電站對集熱管性能的要求，從光熱電站對集熱管性能要求來看，我們會從業主的角度出發，和在中國建設示范電站的時候中國自然條件的角度出發，從這兩點看我們應該要用什么樣的技術路線去應對這樣的要求；第二部分，選擇了技術路線，這種技術路線的長期穩定性如何，壽命怎樣，如何保證產品的壽命，獲得長期可靠的回報；第三，集熱管是光熱電站的產品，像50MW光熱電站一般是在兩萬五千支到三萬支左右，如果每支集熱管要達到這樣的要求，就要求我們生產型企業在品質管控里面多做工作；最后，稍微簡單介紹一下天瑞星公司。

　　第一部分，還是從業主的角度來看。業主現在的角度還是從示范電站的成本來看。太陽能光熱發電是新能源發電的一種形式。新能源的新是相對于傳統能源而言的，所以新能源必須要有自己的使命，這種使命就是不斷提升效率、不斷降低成本，最后達到跟傳統能源發電，比如煤電，實現平價上網的目標。對于光熱電站這種新能源發電形式，其核心部件比如說集熱管，它也必然具備這樣的屬性，所以也需要不斷提升性能、降低自己的成本。這個成本應該是產品的全壽命期的成本，除了客戶初期的采購成本以外，還有它的系統運行的成本，就像我這個公式左邊是設備的采購成本，右邊是系統運行成本。采購成本，基本上就是我們在商務談判的時候進行的，這是一個市場行為，跟供需還是有很大的關系。現在來看，集熱管的售價已經不斷降低。我們也是通過不斷降低原材料的采購成本，并且不斷提升工廠的良率，然后達到降低初期采購成本的要求。

　　我們現在更注重的是第二部分，即運行時的運行成本。假使我們初期采購成本比較低，但在運行的時候不能在比較長的一個時間內滿足電站的運行要求，更換的頻率高，這必然會增加其電站的發電成本。所以如果第二部分運行成本高的話，它的整個全壽命期的成本也不一定會降低。

　　從現有數據表明，集熱管失效一直是槽式電站這里面的一個主要問題，其中SEGS電站集熱管失效有文章和數據報道，基本超過了4%，2006年新建的槽式電站失效率也是在3.4%左右。這個失效的主要原因還主要是玻璃的損壞、真空損失和磨損老化，所以這一頁是從業主的角度來看給我們提出一個問題，我們應該用什么的辦法去應對。

　　這個是對我們國內光熱電站的情況。因為光熱電站還是一個國外舶來品，在美國、西班牙有比較大的裝機量，但是在中國現在還沒有一個特別成功的商業化運行的電站。所以完全舶來的東西，是否能夠滿足中國的條件？所以需要我們在技術上有更多的考量。

　　集熱管是在高強度聚光環境下工作的，集熱管是光場的核心部件，它主要負責把匯聚的光線通過光熱轉化膜層轉化為熱量輸送出去。從現在技術角度來看，更大開口尺寸的槽式和菲涅爾式系統不斷出現，所以集熱管的工作溫度也不斷升高，因而對它膜層的考量是比較關鍵的指標。第二個是我國的DNI，相對于西班牙、摩洛哥、智利、美國，DNI還是偏低，帶來的問題是光場面積變大、管道變長、熱損偏高，所以我們的發電成本可能就偏高。對于集熱管廠商來講，主要是從集熱管的角度來降低它的熱量損失。第三個是極寒天氣，因為像槽式每天都有冷啟和熱啟的過程，像在德令哈，冬天最低溫度可能在零下39度，因此在玻璃管壽命可靠性上也提出了更高的要求。集熱管主要是兩種材料，一個是玻璃，一個是金屬，必然有玻璃和金屬連接的地方，這個地方是比較薄弱的地方。薄弱的地方可能變成漏點，導致真空發生泄露。所以這就需要提高真空的保持能力。第四個是嚴重風砂，它對集熱管表面膜層的會產生磨損，所以需要我們的集熱管玻璃外表面增透膜層有防塵耐磨的特點。

　　所以從這兩點，提出了我們的技術路線要符合業主的要求，并且符合自然環境的應用要求。這四個圖也分上下部分，上面是剛剛出廠的時候的初始性能，下面是長期使用性能，目的是使集熱管在長期使用也能達到要求。

　　接下來第一部分是提出性能要求，第二部分是我們用什么樣的技術手段應對這個問題。這一塊是我們主要通過國外電站的一些參數、數據和我們的軟件進行一些模擬的計算，現在的集熱管的重點是光學性能提升，多提升一點，它的發電量就會多一點，另外是熱量損失再少一些。這里面的重點其實還是兩個，第一是膜層的初始性能和長期的老化現象，第二個是熱損量不斷降低。

　　我們對膜層的應對也有一個歷程，像左邊的是傳統的膜層，也是行業里面普遍使用的，我們以前也用過這種吸熱膜層。后來發現在這個過程中初始狀況可以，但是長期用起來會有問題，因為金屬會在陶瓷里面進行滲透，因為金屬是小顆粒原子，它高溫的時候會發生層與層之間以及層內的遷移和聚集。所以在下面兩個圖的中間的地方，就會看到這種析晶，它會影響膜層的穩定性，并對膜層的光學性能有很大的影響。所以我們在2007年和2008年，改變了這個技術路線，把金屬和陶瓷結構變成雙陶瓷結構，把原來的金屬變成陶瓷。這樣從我們的應用來看，高溫情況下，陶瓷分子更加穩定，也不會出現金屬原子的遷移和聚集的現象，結構穩定，性能也更加穩定，所以我們也是沿著這個路線不斷發展。

　　這個是我們關于膜層壽命方面的工作，這個工作將近持續了一年多，主要是看我們膜層不斷發展的時候，看它的膜層壽命怎么樣。我們很難把膜層實驗持續做到二十幾年，因此通過過熱加速老化的實驗等，推算它的活化能，并以此推算其衰減情況。

　　根據這些前期試驗，我們也通過阿倫尼烏斯公式進行預測，這個工作也是我們跟國內的科研院所一塊合作，現在這個合作也正在進行。基本上在550度是上面這個藍色的這個曲線，我們看是比較樂觀的。除此之外，當集熱管出現玻璃失效或者真空失效的時候，這個膜層可能就完全暴露在空氣中，這個時候膜層能用多長時間？這是我們做的試驗的初始情況，還是這個膜層，但是沒有玻璃管，初始的時候它吸收率是94左右，發射率是7左右。因為初始情況相對不穩定，高溫加熱一段時間以后膜層結構就達到一個從無序到有序的相對穩定狀態，所以每隔72小時，我們會測它的吸收率和發射率，現在來看還是比較穩定，這個過程中數據還是不斷