成功示范逾两年!HELIOVIS创新薄膜槽式集热技术向商业化迈进
发布者:lzx | 来源:​CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 3071查看 | 2020-03-30 18:12:53    

CSPPLAZA光热发电网报道:自2017年开始首次工业化试运行以来,由奥地利HELIOVIS(简称HELIOVIS)采用全新HELIOtube集热器所建设的西班牙示范项目已成功运行两年有余。


该示范项目装机1MWth,设有一套长220米,直径 9米的太阳能光热集热装置,集热面积约1600平方米(宽8米,长200米)。与传统抛物线槽式集热器不同,该项目安装的名为“HELIOtube”的集热器是一种创新型充气薄膜集热器。


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据HELIOVIS首席财务官Wolfram Krendlesberger近日向媒体介绍,开发该款集热器的目标是为了将集热器成本降至每平方米90欧元左右,相比传统槽式集热器将大大降低。经过两年多的成功示范,HELIOVIS目前正在探索将该技术进行更大规模的商业化部署。


主要技术特点与优势


据了解,该款集热器主要有以下几个特点与优势:


1、采用可回收塑料薄膜作为原材料


集热器的主要零部件为采用由可回收塑料等原材料制成的充气型薄膜,与传统的“钢结构+玻璃反射镜”完全不同,该设计可使HELIOtube装置造价比目前市场上的传统槽式集热器大幅下降,并能有效减少在设备生产过程中产生的二氧化碳排放。


2、全封闭式管状设计,清洁简单


包括吸热管、反光膜等所有技术部件完全由低成本和轻质的塑料结构包裹,因此不会暴露在风中或磨损。整个集热器只有约为周长三分之一的透明部分暴露在空气中,需要定期清洁,但因为惰性透明膜的表面张力较低,大部分清洁工作只需要压缩空气即可完成。


3、便于运输与安装,可有效节约人工费用


每一条HELIOtube的标准长度为220米,可直接用标准的40英尺海运集装箱装运,物流上更为便利;到达目的地后,对集热器进行充气安装即可,避免了传统装置复杂且耗时的安装程序。


4、可实现CSP/PV混合电站设计,全天候供电供热


集热器外形设计上具备良好的空气动力性,同时集热场系统还设有防风栅栏,除了集热场周围,在每两条HELIOtube之间也设有一排防风栅栏,每条HELIOtube均设有加强环来抵御强风。同时,在公司设计的光热混合项目中(见下图),HELIOtube组建的集热器回路之间用来安装带跟踪器的光伏电池板,这样的设计不仅提高了太阳能资源的利用率,也利用了这些光伏面板组成了特有的自适应防风系统。


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图:HELIOtube技术与光伏相结合的混合太阳能电站


欲深入了解该集热器的工作原理,可查阅文末由奥地利HELIOVIS公司副总裁Labib Kazkaz此前在CPC大会上发布的演讲视频(总时长约35分钟):

 


瞄准全球工业热利用与蒸汽市场


除了上述集热器方面的创新,利用该技术开发的光热电站相比其他传统槽式光热电站并无二致,鉴于导热油的工作温度受限,系统最高运行温度可达到400°C左右。


基于该技术特点,除了光热发电领域,目前HELIOVIS正将目光瞄准资金投入和运营费用均相对更低的工业热利用或工业蒸汽市场。


Wolfram Krendlesberger指出,如果传热介质允许,HELIOtube集热器可以应用于工作温度从90°C——550°C的不同领域的供热与工业蒸汽市场。他进一步补充表示,如果项目规模能达到2-50个集热单元,就可以以交钥匙工程的模式实现理想的市场化运作。


HELIOVIS方面预计,该技术在直接辐射值(DNI)大于1800kWh/㎡/年的地区都具备开发潜力,按此标准来看,该技术适用范围可覆盖整个南欧、中东北非区域以及中国、澳大利亚和美洲的大部分地区。


此外,HELIOVIS方面表示,如果有意向合作客户,公司可以通过在奥地利的总部直接操作上述西班牙示范项目以进行演示。该项目跟踪系统可以实现完全自动化并可通过数据输入实现远程控制,软件与安全备份系统也一样。在西班牙项目现场,当地工作人员只需要负责简单的清洁程序即可。


理想型市场:100%光热海水淡化+零盐水排放


Wolfram Krendlesberger表示:“有很多工业过程不仅需要电,还需要热,还有一些甚至需要连续24小时供应。我们发现了一些非常适合采用HELIOtube集热系统的应用领域,特别是海水淡化和盐水处理方面,例如使用RO水处理系统往往需要24小时连续的电力供应。”


据Wolfram Krendlesberger介绍,目前由反渗透技术主导的海水淡化行业需要大量的电力供应,而其副产物——有毒的浓盐水通常会被直接排回大海等源水体。鉴于该处理方式对于环境非常不利,很多地方政府越来越不能容忍这种生产方式。如果想将这些高浓度的有毒盐水实现环境友好式处理,则往往需要大量的工业热能。


在这种情况下,上文提到的、由HELIOVIS开发的光热+光伏的混合项目便可以提供最佳的解决方案,即完全利用太阳能为该工业过程提供电能和热能。


按照HELIOVIS的设计,白天海水淡化系统工作时可以由光伏或光伏+光热联合供电,晚上则可以利用储热系统提供电能。


目前看来,未来更多的国家与地方政府将对海水淡化过程产生的浓缩盐水加强管控,不再允许直接排放到大海中;而是通过更加严格的环境法规要求海水淡化项目必须配置零液体排放(ZLD)设施,将浓缩盐水中的水分全部蒸发出来,使其中盐分等矿物质结晶出来,再加工成可实现工业应用的矿物质产品。


在传统的海水淡化装置中,电力和热量往往都来自化石燃料,因此属于高耗能行业,污染非常严重。


Wolfram Krendlesberger对此评价道:“这对我们来说是一个非常好的点。我们不仅可以为反渗透装置提供清洁的太阳能电力,还可以为现有的反渗透海水淡化厂增添零排放设施或者为包含零排放设施的正向渗透(FO)海水淡化系统等新兴技术提供清洁热量。”


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图:HELIOVIS针对海水淡化市场设计的供热系统运行原理图


一般来说,所有脱盐加ZLD技术都需要不同组合的热量和装机功率。纯反渗透工艺需要全天候输入电力,再加上ZLD系统,就同时需要电能和热能。目前新兴的正渗透技术(FO)对电力需求有一定下降,但仍需要大量的热能。HELIOVIS认为,这种用能需求对于基于HELIOtube技术开发的光热光伏混合太阳能电站极为适合。


关于未来发展,HELIOVIS方面表示,目前西班牙示范项目的成功运行已经充分验证了HELIOtube系统的可行性,后续HELIOVIS将致力于和全球范围内的投资者与合作伙伴一起,将该技术向海水淡化等更多适合的潜在市场进行商业化推广。


注:如欲深入了解该技术或与HELIOVIS洽谈合作,可与本网工作人员联系。


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