图：滨海光热阿克塞800米熔盐槽项目采用超薄反射镜

图：大明玻璃推出的超薄微弧平面反射镜

2010年，意大利国家电力公司ENEL在西西里岛建成了全球第一个熔盐槽示范项目，2013年日本Chiyoda和阿基米德太阳能公司又在意大利合作建成了一个600米长的试验回路。去年10月正式投运的滨海光热阿克塞800米试验回路则是我国首个熔盐槽式试验项目。

熔盐集热管面临的技术难点有两个，一是需要耐高温涂层：目前的选择性吸收涂层在高温下运行易分解或脱落，稳定工作温度不超过400℃，这是槽式技术采用熔盐做传热介质的障碍之一，研发耐550℃高温的选择性吸收涂层为集热管技术的一个发展方向；二要增加耐腐蚀性，若采用熔盐做传热介质，其所含的氯离子等杂质将对金属内管造成腐蚀，需采用抗腐蚀的金属材料内管，或改进熔盐的成分，降低其腐蚀性。

创新方向2：DSG集热管

DSG直接蒸汽发生技术采用水直接产生蒸汽，可省去多级换热流程，其运行温度可以提高到450℃以上，系统效率和成本效益提升明显。DSG集热管面临的技术难题是需要承受更高的运行压力，选用导热油做传热介质对集热管造成的压力不高于4Mpa，但如果采用水做工质，则需要耐压在10Mpa以上，这对真空集热管的耐高温性能、承压能力及可靠性都提出了更高的要求。国内的兆阳光热采用的类菲涅尔DSG技术路线即对集热管提出了更高要求，为适用于其高温高压工况，为其生产的集热管用钢量极大，单根管重量高达70kg以上。

创新方向3：更大尺寸的集热管

光热发电系统的聚光比是指采光面积与吸收体面积的比值，聚光比越高，电站运行温度就越高，从而提高发电效率。因此，更大尺寸的不锈钢内管外径在单位长度内可传输更多热量，有效降低广场系统的整体投资。但仅仅只增大集热管的尺寸，其聚光比将相对减小，不易达到高温。因此，如果要增加集热管尺寸，反射镜系统的尺寸也需随之增大。

目前国内外多家集热管厂商都推出了内径90MM等不同规格的大口径集热管，以满足创新型大开口集热器的配套需求。

图：龙腾光热在Solarpaces2015南非大会上首次发布并展出的90mm集热管

三、槽式集热器篇

槽式集热器是利用槽式抛物面聚光反射镜聚集得到高热流密度的太阳辐射能来实现系统的光热转换过程，该组件在光热发电系统中占据主导地位，它为系统提供热源，其效率和投资成本会影响到整个集热系统的效率和经济性。

创新方向1：大开口

在光热系统的关键设备中，集热器的设计与集热管和反射镜紧密相关，目前主要的设计包括：欧洲槽ET150，SENER槽，SENER®-2槽，FlagsoLHelioTrough槽，UltimateTrough终极槽。这些设计最大的特点就是其开口面积越来越大，因此集热器的发展方向开始倾向于大型化，以提高聚光比。

UT槽是目前商业化应用的开口最大的集热器设计。2013年，全球首个UT槽示范回路被成功安装在SEGSVIII槽式光热电站，三年的运行数据证明UT的热效率高于设计预期。2016年初，Flabeg又与沙特Duba1和WaadAlShamal两个ISCC联合循环电站的项目方达成合作，将首次在商业化项目上使用UT槽。

美国天源光热（SkyFuel）也于今年推出了新一代SkyTrough®DSP槽式集热器，此款集热器集合了具有革命性设计的可滑动安装的ReflecTech®反射镜、7米宽的大采光口和更新后的立体框架，从而降低了整款集热器产品的总成本。但目前该设计还未有实际商业化应用案例。

图：新一代SkyTrough®DSP槽式集热器

创新方向2：轻质化

多年来，槽式集热器的各方面虽然一直都在不断创新，但基本没有突破“钢结构+玻璃反射镜”的传统结构。为提升槽式光热电站的经济性，光热行业一直以来在尝试改变这种传统的较为笨重的集热器设计，奥地利的HELIOVISAG另辟蹊径，以可回收的塑料薄膜作为原材料，研发出了全新的充气型薄膜槽式集热器HELIOtube，其可通过简单的卷装方式批量生产运输，抗风性能佳。最关键的是，集热器原材料的彻底转变，可大幅降低电站的集热成本（约55%）。

图：HELIOtube充气薄膜型槽式集热示范项目

为推广该项创新技术，Heliovis去年为一家西班牙农产品企业建设了一套9米宽220米长的太阳能光热装置，仅用于工业供热，目前该项目已经运行三个月，使用输出达88%。此外，公司还计划在中东建设第一套15MW商用混合型太阳能光热发电系统，储热时长为8小时。更多具体信息可参考CSPPLAZA此前报道：HELIOVIS携充气薄膜槽式集热器技术拓中国市场

来自奥地利SOLABOLIC公司的设计也非常独特，该公司于2014年推出了一款新型槽式反射镜集热技术，利用一种类似电缆架设的支撑技术，可以节约20%-30%的材料使用量。据悉，依据吊桥原理建设的新型抛物线槽式系统可以使用平面铝镜模块组合来代替昂贵的曲面玻璃模块组合，这项技术可以大大提高发展中国家光热电站建设的国产化率，使这些电站在不使用高科技制造工艺的条件下建成完美的抛物线槽式集热系统，同时还可以节省大批投资。

虽然采用该项专利建设电站的技术成本仅仅比常规槽式光热发电低16%左右，但采用该技术后预计可以节约光场基础投资费用的35%左右，同时可以使LCOE（均化电力成本）下降15%左右，这就意味着电站开发商能够通过此项技术获取采用常规槽式光热发电电站2倍以上的利润。

四、塔式定日镜篇

定日镜是塔式光热电站必不可少的关键设备，其制造成本和安装成本约占电站总体投资的50%以上，同时其聚光性能也直接影响着电站的发电效率及经济收益。因此，众多国内外厂商多年来不断从材料、整体设计及安装施工方式等多方面进行创新，以实现定日镜的进一步优化和升级。

创新方向1：独特的镜面设计

塔式定日镜由跟踪控制器、机械支撑结构和反射镜三大组件构成，与槽式集热系统大规模应用最成熟的RP3反射镜不同，其规格因设计方的不同而不同，不同的设计方有不同的尺寸设计。因此可以说，塔式定日镜不是标准化产品，而是定制化产品。但是，虽然尺寸设计各有不同，但大多数定日镜的形状一般呈方形或矩形，其它多边形状的较少。

2013年，Schlaichbergermannpartner（SBP）领导的联合小组开发出了创新型的Stellio定日镜，其采用独特的五边形设计，呈中心对称结构，用料少，材质坚固，且聚光均匀，抗风性能佳，净采光面积47.5平方米。该定日镜曾在SolarPaces2015大会上获得了技术创新大奖，并在西班牙PSA进行了相关测试，在距离集热塔400米外验证了其聚光精度。中电工程哈密50MW熔盐塔式电站将采用此款定日镜，开启该定日镜的首次商业化应用。

创新方向2：更大的定日镜设计

单块定日镜的面积从1.2平方米至120平方米不等，业内对定日镜的大小问题一直以来存在不少争论，但直到今天，仍没有人能百分百地确定大定日镜更好还是小定日镜更优。一般来讲，镜子越大，集热效率就会越高，但同时要做到毫弧度级别的精度就越困难。

在建中的摩洛哥NOORIII塔式光热电站采用的单台定日镜面积达178㎡，是Sener设计的最新一款定日镜，是目前已商业化应用的定日镜的最大尺寸。

图：NOORIII电站的定日镜（单台定日镜由6*9共54面子镜组成）

创新方向3：定日镜支架结构创新

传统的定日镜装置多是“蘑菇型”，仅由一根独立的立柱撑起镜面，这种设计虽然广泛应用于全球大多数塔式光热电站中，但具体到某个国家，却常常需要针对不同的地理气候条件做出创新以适应当地的独特情况。深圳市智康新能科技有限公司（简称深圳智康）推出了一种中国特色的“中式树型定日镜”，该公司称，与蘑菇型镜架相比，其镜架结构非常稳，抗风性能强，安装维护方便，精度可与机床媲美。今年4月份，第二代树型定日镜已经通过了中科院延庆太阳能基地的测试，测试结果显示，在11m/s风速下其跟踪准确度达到3.5mrad的概率为93.7%。但目前该技术还没有实际应用案例。

图：深圳智康创新树型定日镜

美国创业公司Skysun最新研发的“联动定日镜”则突破了这一传统设计结构，其将多个定日镜集中固定在同一个支架上，利用共享的驱动电机和支架。据悉，采用该设计电站的总体安装成本有望降低一半左右，该项目目前正在美国能源部SunShot计划的基金支持下进行模拟优化，进一步走向市场仍需时日。

图：安装在桑迪亚国家实验室的联动定日镜样机

创新方向4：定日镜无线控制系统

定日镜要充分发挥自身作用离不开一个关键设备——定日镜控制系统，它对定日镜的精度和聚光效率起着至关重要的作用。随着新技术的发展，控制系统的创新也是降低成本的主要环节。

据悉，今年年初，BrightSource位于以色列的装机121MW的Ashalim1塔式光热电站使用了一种无线太阳岛传输与控制系统。这种新型控制系统的应用在太阳能光热发电行业中尚属首次。以色列Tadiran Batteries（塔迪兰电池公司，法国SaftGroup下属公司）将为该项目供应50000组电池，用以驱动定日镜。Tadiran为此设计的这批电池环境适应性强，寿命为期25年。

BrightSource企业通讯高级总监Jennifer Rigney曾表示：“我们的太阳能集成控制系统主要是通过运用实时定日镜追踪数据来控制集热器上的太阳能分布。Ashalim电站太阳岛上的50600套定日镜均采用该套太阳能集成控制系统与集热器实现无线传输。该无线控制系统减少了整个太阳岛85%的电缆使用量，大大降低了太阳岛的建设成本。”

创新在任何产业的发展历程中都扮演着不可或缺的角色，光热产业也不例外。无论是技术创新还是关键设备的创新都在不断推动着整个行业的良性发展。我们上文总结的关键设备创新方向大多是以提高设备的精度和效率为目标，但与此相对应的成本控制不可忽略，否则就很难拥有市场竞争力。实现成本和性能的最佳平衡才具有发展的可持续性。