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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 | 10293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，還需涂三層(ceng)防護(hu)漆以防止(zhi)膜(mo)層(ceng)脫落，增強耐(nai)候性。整體的加工流程較為復雜。

圖：ReflecTech反射(she)膜(mo)

　　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(xia)(xia)跌(die)，但(dan)由于這種反射(she)鏡的重量較(jiao)大，其(qi)帶來的衍生(sheng)投資仍(reng)較(jiao)多(duo)。如對支架(jia)系統的要求更為嚴格，整(zheng)個光場(chang)系統的造價因需要耗費較(jiao)多(duo)支架(jia)、地樁(zhuang)建設等方面的投資而高居不(bu)下(xia)(xia)。

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(de)有研究價值的(de)解(jie)決方(fang)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案(an)，而Skyfuel則(ze)提供整體的SkyTrough反射膜反射鏡系統方案(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(jing)在(zai)NERL通過(guo)(guo)了能效測(ce)試(shi)，并(bing)在(zai)一個1MW的(de)槽(cao)式光(guang)熱(re)發電實驗(yan)回路(lu)中經(jing)過(guo)(guo)了18個月的(de)運行測(ce)試(shi)后證明了其產品的(de)可靠性。同時通過(guo)(guo)了11m/s風(feng)速(su)的(de)抗風(feng)測(ce)試(shi)，在(zai)超(chao)加速(su)風(feng)化系統內(nei)對其進(jin)行測(ce)試，得出(chu)了(le)其光學耐(nai)久性可(ke)達30多年的(de)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(cao)(cao)式反射(she)鏡的(de)(de)內涵能(neng)源(yuan)消耗為(wei)332MJ/m2,而歐洲槽(cao)(cao)反射(she)鏡系(xi)統的(de)(de)內涵能(neng)源(yuan)消耗為(wei)535MJ/m2，比(bi)前者要高出61%。這主(zhu)要是因(yin)為(wei)ReflecTech反射(she)鏡不需要采用4mm厚的(de)(de)玻璃作為(wei)基層，其只需要在1.3mm厚的(de)(de)鋁板上附上一層ReflecTech反(fan)射(she)膜即可(ke)，總的(de)(de)厚的(de)(de)僅僅1.36mm，比玻(bo)璃反(fan)射(she)鏡的(de)(de)4mm薄很多(duo)，整體(ti)重量僅為玻(bo)璃反(fan)射(she)鏡的(de)(de)1/3。加工制造的(de)(de)能(neng)耗較(jiao)低，運輸(shu)成本也大(da)大(da)削(xue)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(jing)系統已經于2010年2月(yue)份開始在加州SEGS‖電站中進(jin)行示范運行。同時，Skyfuel在海外(wai)多個市場進(jin)行拓(tuo)展，在中國的活動也(ye)極為頻繁(fan)，其早(zao)先與國內(nei)相關單位計劃合(he)作在葫蘆島建設一(yi)個50MW的(de)槽式(shi)電站，但(dan)最(zui)終(zhong)不了(le)了(le)之。目前其正與相關單位(wei)計劃合作在山西忻州、河北(bei)張家(jia)口(kou)各開發一(yi)座大規模(mo)槽式(shi)電站，項目最(zui)終(zhong)能(neng)否落(luo)地尚有待觀察。

　　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，是太陽光經(jing)過大(da)氣(qi)層的(de)路程是垂(chui)直距離的(de)1.5倍）時，其半球向反(fan)(fan)射(she)率(lv)為94.2%。整體重(zhong)量要比玻璃(li)反(fan)(fan)射(she)鏡輕(qing)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Gossamer Space Frames司在機械設計方面的(de)創新(xin)性進行結合，研(yan)發了一種大型的(de)槽式反射鏡系統LAT73，其擁有(you)7.3米的(de)開口(kou)尺寸，比傳統的(de)5.7米的(de)歐洲槽的(de)開口(kou)要大很多。其宣(xuan)稱采用這(zhe)種(zhong)反(fan)(fan)射(she)鏡系(xi)統可以(yi)降低25%的光場系(xi)統成本(ben)。這種(zhong)大開(kai)口槽式反(fan)(fan)射(she)膜反(fan)(fan)射(she)鏡系(xi)統早在(zai)2011年9月(yue)份(fen)就開(kai)始在(zai)加州SEGS 1&2槽式電站上進行(xing)(xing)示(shi)范運行(xing)(xing)。

　　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(guo)公(gong)司(si)人士對本網記者坦承，反射膜(mo)技術目前(qian)最大的(de)障礙是價格較高，硬度比玻璃鏡要差。

　　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反射鏡系統整體出售，因此反射膜的具體價格(ge)尚無法得知，但他也未向(xiang)記者(zhe)透露整體反射鏡系統的大概價格(ge)，只表示(shi)會根據具體項(xiang)目進行單獨價格(ge)談判。另外，硬(ying)度較低可(ke)能使其(qi)(qi)耐候性無法(fa)與玻璃(li)反(fan)射鏡(jing)抗(kang)衡，特(te)別是在中國西(xi)部自(zi)然環(huan)境較為(wei)惡劣的地區，其(qi)(qi)產(chan)品(pin)是否能經(jing)得起25年的運營周(zhou)期(qi)考驗，尚不得知。但(dan)反(fan)過(guo)來說，雖然其(qi)(qi)價格較高，但(dan)由于其(qi)(qi)產(chan)品(pin)的上述優點(dian)，采用這種產(chan)品(pin)帶來的衍(yan)生投資(zi)較小(xiao)，如支(zhi)架、地形平整(zheng)、安裝工作等各方面(mian)的投資(zi)都會有所降低，因此(ci)，采用這種技術建設的光(guang)場(chang)與采用玻璃(li)反(fan)射鏡(jing)建設的光(guang)場(chang)的整(zheng)體成本到底哪個(ge)更低，還(huan)有待做(zuo)進一步對比和(he)實(shi)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(guang)譜環境(jing)下，高分子反(fan)(fan)射(she)(she)膜的反(fan)(fan)射(she)(she)率要比一(yi)般玻璃反(fan)(fan)射(she)(she)鏡的反(fan)(fan)射(she)(she)率略(lve)低（產品種類不詳），分別為92.2%和93.9%。雖然僅(jin)僅(jin)是百分之(zhi)一(yi)點(dian)幾的差距(ju)，但(dan)仍會(hui)對反(fan)(fan)射(she)(she)鏡的集熱效率產生較大(da)影響(xiang)。另外由于(yu)其反(fan)射膜是直接貼(tie)在基板上(shang)表(biao)層的(de)，比傳統的(de)鍍膜層后置(zhi)（反(fan)射鏡(jing)背面(mian)鍍膜）所遭(zao)受的(de)環境(jing)影響(xiang)更大，到(dao)底能不能運行20年(nian)以上(shang)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(fu)上去(qu)，清洗也(ye)(ye)較(jiao)為困(kun)難(nan)。另外，玻(bo)璃反射鏡要鍍上三層(ceng)(ceng)(ceng)防護漆(qi)(qi)，第一層(ceng)(ceng)(ceng)保護漆(qi)(qi)就(jiu)是丙烯酸(suan)樹脂層(ceng)(ceng)(ceng)，第二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)是醇酸(suan)樹脂層(ceng)(ceng)(ceng)，第三層(ceng)(ceng)(ceng)是聚氨酯樹脂層(ceng)(ceng)(ceng)，也(ye)(ye)就(jiu)是人(ren)們(men)說的(de)抗UV層(ceng)(ceng)(ceng)，其(qi)(qi)目的(de)就是為(wei)了增(zeng)強(qiang)產品的(de)耐候性(xing)(xing)，從這(zhe)一點上(shang)看，反(fan)射膜的(de)耐候性(xing)(xing)理論上(shang)也(ye)難以(yi)與玻璃反(fan)射鏡相抗(kang)衡。再者(zhe)，反(fan)射膜對基板(ban)(ban)材(cai)質的(de)要求也(ye)較高，需具有較強(qiang)抗(kang)氧化(hua)性(xing)(xing)。以(yi)常用(yong)的(de)鋁(lv)板(ban)(ban)為(wei)例(li)，一般的(de)鋁(lv)材(cai)并不適用(yong)，需要采用(yong)3A21號鋁(lv)材(cai)，該型號鋁(lv)以(yi)其(qi)(qi)出(chu)色的(de)抗(kang)老(lao)化(hua)性(xing)(xing)和可(ke)塑性(xing)(xing)被稱(cheng)為(wei)“航空(kong)鋁(lv)”，目前主要用(yong)于航空(kong)航天和高級(ji)易拉罐的(de)生產，這(zhe)導致其(qi)(qi)基板(ban)(ban)的(de)生產成本也(ye)較高。

　　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

評(ping)論(lun)