CSPPLAZA光热发电网报道：新能源的新是相对于传统能源而言的，所以新能源必须要有自己的使命，这种使命就是不断提升效率、不断降低成本，最后达到跟传统能源发电，比如煤电，实现平价上网的目标。对于光热电站这种新能源发电形式，其核心部件比如说集热管，它也必然具备这样的属性，所以也需要不断提升性能、降低自己的成本。”2017年6月14～16日，在浙江杭州召开的中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会2017（CPC2017）上，北京天瑞星光热技术有限公司副总经理崔孟龙在发表题为《集热管的寿命以及品质管控对电站运营的影响》的演讲过程中如是表示。

　　从业主的角度来看，初期的采购成本、系统运行的成本是关键考量因素。对此，崔孟龙表示，延长核心部件集热管的寿命、提高其性能和寿命稳定性，以提高发电量、降低损耗率，对降低电站运行成本十分重要。中国特殊的自然地理环境对集热管的性能提出了更高的要求。崔孟龙表示，“我国的DNI，相对于西班牙、摩洛哥、智利、美国，DNI还是偏低，带来的问题是光场面积大、管道变长、热损偏高，所以我们的发电成本可能就偏高。对于集热管厂商来讲，主要是从集热管的角度来降低它的热量损失。”针对中国光热电站所在地的极寒天气，崔孟龙认为，“因为像槽式每天都有冷启和热启的过程，在德令哈，冬天最低温度可能在零下39度，因此在玻璃管寿命可靠性上也提出了更高的要求。”为了应对由玻璃损坏、真空损失和磨损老化导致的集热管失效问题，崔孟龙介绍了源自航天工艺的金属和玻璃封接技术、防风防磨损的膜层技术、耐冷冻增透膜技术等符合业主要求，并且符合自然环境应用要求的技术路线，并介绍了天瑞星在生产管理上保障产品良率的举措。

　　各位领导，各位专家，大家上午好！

　　我是北京天瑞星光热技术有限公司副总经理崔孟龙，非常高兴有机会向各位同行、同仁和各位领导汇报一下我们现在在集热管方面一些新的进展。

　　我汇报的内容主要分成四个部分，第一部分就是光热电站对集热管性能的要求，从光热电站对集热管性能要求来看，我们会从业主的角度出发，和在中国建设示范电站的时候中国自然条件的角度出发，从这两点看我们应该要用什么样的技术路线去应对这样的要求；第二部分，选择了技术路线，这种技术路线的长期稳定性如何，寿命怎样，如何保证产品的寿命，获得长期可靠的回报；第三，集热管是光热电站的产品，像50MW光热电站一般是在两万五千支到三万支左右，如果每支集热管要达到这样的要求，就要求我们生产型企业在品质管控里面多做工作；最后，稍微简单介绍一下天瑞星公司。

　　第一部分，还是从业主的角度来看。业主现在的角度还是从示范电站的成本来看。太阳能光热发电是新能源发电的一种形式。新能源的新是相对于传统能源而言的，所以新能源必须要有自己的使命，这种使命就是不断提升效率、不断降低成本，最后达到跟传统能源发电，比如煤电，实现平价上网的目标。对于光热电站这种新能源发电形式，其核心部件比如说集热管，它也必然具备这样的属性，所以也需要不断提升性能、降低自己的成本。这个成本应该是产品的全寿命期的成本，除了客户初期的采购成本以外，还有它的系统运行的成本，就像我这个公式左边是设备的采购成本，右边是系统运行成本。采购成本，基本上就是我们在商务谈判的时候进行的，这是一个市场行为，跟供需还是有很大的关系。现在来看，集热管的售价已经不断降低。我们也是通过不断降低原材料的采购成本，并且不断提升工厂的良率，然后达到降低初期采购成本的要求。

　　我们现在更注重的是第二部分，即运行时的运行成本。假使我们初期采购成本比较低，但在运行的时候不能在比较长的一个时间内满足电站的运行要求，更换的频率高，这必然会增加其电站的发电成本。所以如果第二部分运行成本高的话，它的整个全寿命期的成本也不一定会降低。

　　从现有数据表明，集热管失效一直是槽式电站这里面的一个主要问题，其中SEGS电站集热管失效有文章和数据报道，基本超过了4%，2006年新建的槽式电站失效率也是在3.4%左右。这个失效的主要原因还主要是玻璃的损坏、真空损失和磨损老化，所以这一页是从业主的角度来看给我们提出一个问题，我们应该用什么的办法去应对。

　　这个是对我们国内光热电站的情况。因为光热电站还是一个国外舶来品，在美国、西班牙有比较大的装机量，但是在中国现在还没有一个特别成功的商业化运行的电站。所以完全舶来的东西，是否能够满足中国的条件？所以需要我们在技术上有更多的考量。

　　集热管是在高强度聚光环境下工作的，集热管是光场的核心部件，它主要负责把汇聚的光线通过光热转化膜层转化为热量输送出去。从现在技术角度来看，更大开口尺寸的槽式和菲涅尔式系统不断出现，所以集热管的工作温度也不断升高，因而对它膜层的考量是比较关键的指标。第二个是我国的DNI，相对于西班牙、摩洛哥、智利、美国，DNI还是偏低，带来的问题是光场面积变大、管道变长、热损偏高，所以我们的发电成本可能就偏高。对于集热管厂商来讲，主要是从集热管的角度来降低它的热量损失。第三个是极寒天气，因为像槽式每天都有冷启和热启的过程，像在德令哈，冬天最低温度可能在零下39度，因此在玻璃管寿命可靠性上也提出了更高的要求。集热管主要是两种材料，一个是玻璃，一个是金属，必然有玻璃和金属连接的地方，这个地方是比较薄弱的地方。薄弱的地方可能变成漏点，导致真空发生泄露。所以这就需要提高真空的保持能力。第四个是严重风砂，它对集热管表面膜层的会产生磨损，所以需要我们的集热管玻璃外表面增透膜层有防尘耐磨的特点。

　　所以从这两点，提出了我们的技术路线要符合业主的要求，并且符合自然环境的应用要求。这四个图也分上下部分，上面是刚刚出厂的时候的初始性能，下面是长期使用性能，目的是使集热管在长期使用也能达到要求。

　　接下来第一部分是提出性能要求，第二部分是我们用什么样的技术手段应对这个问题。这一块是我们主要通过国外电站的一些参数、数据和我们的软件进行一些模拟的计算，现在的集热管的重点是光学性能提升，多提升一点，它的发电量就会多一点，另外是热量损失再少一些。这里面的重点其实还是两个，第一是膜层的初始性能和长期的老化现象，第二个是热损量不断降低。

　　我们对膜层的应对也有一个历程，像左边的是传统的膜层，也是行业里面普遍使用的，我们以前也用过这种吸热膜层。后来发现在这个过程中初始状况可以，但是长期用起来会有问题，因为金属会在陶瓷里面进行渗透，因为金属是小颗粒原子，它高温的时候会发生层与层之间以及层内的迁移和聚集。所以在下面两个图的中间的地方，就会看到这种析晶，它会影响膜层的稳定性，并对膜层的光学性能有很大的影响。所以我们在2007年和2008年，改变了这个技术路线，把金属和陶瓷结构变成双陶瓷结构，把原来的金属变成陶瓷。这样从我们的应用来看，高温情况下，陶瓷分子更加稳定，也不会出现金属原子的迁移和聚集的现象，结构稳定，性能也更加稳定，所以我们也是沿着这个路线不断发展。

　　这个是我们关于膜层寿命方面的工作，这个工作将近持续了一年多，主要是看我们膜层不断发展的时候，看它的膜层寿命怎么样。我们很难把膜层实验持续做到二十几年，因此通过过热加速老化的实验等，推算它的活化能，并以此推算其衰减情况。

　　根据这些前期试验，我们也通过阿伦尼乌斯公式进行预测，这个工作也是我们跟国内的科研院所一块合作，现在这个合作也正在进行。基本上在550度是上面这个蓝色的这个曲线，我们看是比较乐观的。除此之外，当集热管出现玻璃失效或者真空失效的时候，这个膜层可能就完全暴露在空气中，这个时候膜层能用多长时间？这是我们做的试验的初始情况，还是这个膜层，但是没有玻璃管，初始的时候它吸收率是94左右，发射率是7左右。因为初始情况相对不稳定，高温加热一段时间以后膜层结构就达到一个从无序到有序的相对稳定状态，所以每隔72小时，我们会测它的吸收率和发射率，现在来看还是比较稳定，这个过程中数据还是不断