反射膜技术 槽式玻璃反射镜替代者？
发布者：本网记者Robin Jason | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 2评论 | 9350查看 | 2013-05-30 15:53:00
CSPPLAZA光热发电网报道：传统的太阳能反射镜从低铁玻璃到最终被加工为符合技术指标的成品，其中要经过一道重要的工序即镀膜，通常采用化学法在4mm厚的玻璃基层表面镀一层银和一层铜来达到反射指标要求。另外，还需涂三层防护漆以防止膜层脱落，增强耐候性。整体的加工流程较为复杂。
图：ReflecTech反射膜
从价格上来看，目前槽式镜的市场价格在200元~300元人民币/平方米左右。这类传统的太阳能玻璃反射镜当前的市场价格虽然已经有显著下跌，但由于这种反射镜的重量较大，其带来的衍生投资仍较多。如对支架系统的要求更为严格，整个光场系统的造价因需要耗费较多支架、地桩建设等方面的投资而高居不下。
反射膜技术的拥趸者
反射膜技术的拥趸者认为，轻质的新型反射膜技术的应用可以为光热发电光场系统的成本下跌找到出路，虽然目前还缺乏实际的大型商业化项目的验证，但其仍不失为一个有较大发展潜力的有研究价值的解决方案。
当前在太阳能反射膜技术上研发较多的有两家公司，分别是3M和Skyfuel旗下的ReflecTech。3M以反射膜及其附属产品如膜边缘用的密封胶、清洁剂等的研发和销售为主，但并不提供整体反射镜系统方案，而Skyfuel则提供整体的SkyTrough反射膜反射镜系统方案。
据CSPPLAZA记者从公开资料上了解到的信息，ReflecTech的反射膜是一种镀银高分子聚合物薄膜，由SkyFuel的全资子公司ReflecTech公司和美国国家可再生能源实验室（NREL）联合开发，其产品已经在NERL通过了能效测试，并在一个1MW的槽式光热发电实验回路中经过了18个月的运行测试后证明了其产品的可靠性。同时通过了11m/s风速的抗风测试，在超加速风化系统内对其进行测试，得出了其光学耐久性可达30多年的结论。
另外，NREL对ReflecTech槽式反射镜和传统的欧洲槽反射镜系统进行了内涵能源（又称“隐含能源”，是指产品上游加工、制造、运输等全过程所消耗的总能源）的分析对比，结果显示，ReflecTech槽式反射镜的内涵能源消耗为332MJ/m2,而欧洲槽反射镜系统的内涵能源消耗为535MJ/m2，比前者要高出61%。这主要是因为ReflecTech反射镜不需要采用4mm厚的玻璃作为基层，其只需要在1.3mm厚的铝板上附上一层ReflecTech反射膜即可，总的厚的仅仅1.36mm，比玻璃反射镜的4mm薄很多，整体重量仅为玻璃反射镜的1/3。加工制造的能耗较低，运输成本也大大削减。
Skyfuel利用反射膜技术生产SkyTrough高性能抛物槽式太阳能集热器，其搭配80mm高温真空集热管，开口6米，比传统的欧洲槽略大，反射镜采用铝质基板，上面覆ReflecTech反射膜。SkyTrough反射镜系统已经于2010年2月份开始在加州SEGS‖电站中进行示范运行。同时，Skyfuel在海外多个市场进行拓展，在中国的活动也极为频繁，其早先与国内相关单位计划合作在葫芦岛建设一个50MW的槽式电站，但最终不了了之。目前其正与相关单位计划合作在山西忻州、河北张家口各开发一座大规模槽式电站，项目最终能否落地尚有待观察。
据3M公司提供的资料显示，其开发的太阳能反射镜薄膜1100产品是一种镀银的抗寒耐热的丙烯酸薄膜，在大气质量为AM1.5（AM1.5，是太阳光经过大气层的路程是垂直距离的1.5倍）时，其半球向反射率为94.2%。整体重量要比玻璃反射镜轻50%以上。
重量较轻为这种反射镜向大槽方向发展提供了更高的可行性。3M与Gossamer Space Frames公司此前就开展了相关合作，将其太阳能镜面反射膜1100的耐久性、设计灵活性和高反射性、轻质性和Gossamer Space Frames司在机械设计方面的创新性进行结合，研发了一种大型的槽式反射镜系统LAT73，其拥有7.3米的开口尺寸，比传统的5.7米的欧洲槽的开口要大很多。其宣称采用这种反射镜系统可以降低25%的光场系统成本。这种大开口槽式反射膜反射镜系统早在2011年9月份就开始在加州SEGS 1&2槽式电站上进行示范运行。
3M中国公司有关人士还对CSPPLAZA记者表示，反射膜产品的轻质化使其对地质的要求大大降低，沙地也可实现安装，对支架等支撑结构的要求更低。
反射膜技术的应用障碍
上述3M中国公司人士对本网记者坦承，反射膜技术目前最大的障碍是价格较高，硬度比玻璃镜要差。
据CSPPLAZA记者了解，3M公司的太阳能反射镜薄膜1100产品的市场价格高达400元/平方米，再加上铝质或不锈钢基板的价格，其价格竞争力应远远不如玻璃反射镜。另据Skyfuel中国区代表朱伟对本网记者透露，ReflecTech反射膜并不单独出售，其只搭配SkyTrough反射镜系统整体出售，因此反射膜的具体价格尚无法得知，但他也未向记者透露整体反射镜系统的大概价格，只表示会根据具体项目进行单独价格谈判。另外，硬度较低可能使其耐候性无法与玻璃反射镜抗衡，特别是在中国西部自然环境较为恶劣的地区，其产品是否能经得起25年的运营周期考验，尚不得知。但反过来说，虽然其价格较高，但由于其产品的上述优点，采用这种产品带来的衍生投资较小，如支架、地形平整、安装工作等各方面的投资都会有所降低，因此，采用这种技术建设的光场与采用玻璃反射镜建设的光场的整体成本到底哪个更低，还有待做进一步对比和实践验证。
大明玻璃CSP事业部总经理王朝阳在接受本网记者采访时表示，从技术和经济层面来看，都尚不能确定反射膜技术的商业可行性。技术方面，一是其反射率到底如何尚没有一个权威机构提供的检测认证；二是其使用寿命，反射膜在运行几年后是否会发霉、变质等，反射率是否会有较大的衰减等，这些都不能完全确定；三是其聚光精度较难控制，反射膜需要搭配金属基板，其聚光精度由金属基板如铝板决定，如何保障铝板的弧面精度是一个问题，即便铝板的精度可以保证，把反射膜贴上去这一过程也很可能会影响弧面的精度。再一个从经济性上来看，目前也没有实际的商业化项目数据支撑其成本比玻璃反射镜较低的论断。
国际某光热发电反射镜领先厂商相关人士也认为，反射膜产品的反射率和耐候性是个问题，其反射率要比玻璃反射镜低些，根据DLR对多种反射镜的反射率的测试结果分析，在ASTM G173标准太阳光谱环境下，高分子反射膜的反射率要比一般玻璃反射镜的反射率略低（产品种类不详），分别为92.2%和93.9%。虽然仅仅是百分之一点几的差距，但仍会对反射镜的集热效率产生较大影响。另外由于其反射膜是直接贴在基板上表层的，比传统的镀膜层后置（反射镜背面镀膜）所遭受的环境影响更大，到底能不能运行20年以上还不好说。
某不愿具名的太阳能反射镜研发工程师对CSPPLAZA记者补充称，除了上述缺陷，反射膜产品的清洗问题也是个难点，由于其是在有机材料上镀膜，镀膜后表面没有玻璃光滑，空气中的尘埃等污染物比较容易粘附上去，清洗也较为困难。另外，玻璃反射镜要镀上三层防护漆，第一层保护漆就是丙烯酸树脂层，第二层是醇酸树脂层，第三层是聚氨酯树脂层，也就是人们说的抗UV层，其目的就是为了增强产品的耐候性，从这一点上看，反射膜的耐候性理论上也难以与玻璃反射镜相抗衡。再者，反射膜对基板材质的要求也较高，需具有较强抗氧化性。以常用的铝板为例，一般的铝材并不适用，需要采用3A21号铝材，该型号铝以其出色的抗老化性和可塑性被称为“航空铝”，目前主要用于航空航天和高级易拉罐的生产，这导致其基板的生产成本也较高。
总的来看，反射膜技术的推广应用尚面临着不少障碍，目前在绝大多数项目开发商看来，其相对成熟的玻璃反射镜产品
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最新评论
2人参与
伍隆军
反射铝镜相比反射膜、玻璃镜如何？
2013-05-31 09:03:42
0
hongguo99
支持玻璃反射镜，提高加工技术，不断降低成本，适应市场的变化，满足用户的需求。
2013-05-30 17:17:42
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