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　　德國弗勞恩霍太陽(yáng)能系統研究所是一個(gè)研究單位，主要工作是針對太陽(yáng)能技術(shù)和設備的研發(fā)。今天我想跟大家分享一下我們的一些研發(fā)成果，匯報的內容有三塊，第一是關(guān)于弗勞恩霍夫陽(yáng)能系統研究所的介紹，以及一些近期研發(fā)成果要點(diǎn)；第二塊是關(guān)于電站的質(zhì)量保證；第三塊是質(zhì)量提高，特別是針對塔式電站。

 

　　弗勞恩霍夫協(xié)會(huì )，是歐洲最大的應用科學(xué)研究機構，也是一個(gè)非盈利性的、獨立的公共研究組織。旗下的弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所是全球最權威的太陽(yáng)能研究所之一，位于德國的西南角弗萊堡這個(gè)小城市，弗萊堡是整個(gè)德國，乃至歐洲的太陽(yáng)城。研究所有五個(gè)業(yè)務(wù)板塊，光伏、光熱、建筑能源、氫能和能源系統技術(shù)。今天我講到的內容主要是跟光熱相關(guān)的。先介紹一些最近的研發(fā)亮點(diǎn)。

　　第一，關(guān)于涂層。我們開(kāi)發(fā)了新一代塔式吸熱器的選擇性涂層，可以在650度的工況下面穩定工作至少2000小時(shí)，吸收率和放射率都不錯。還有一個(gè)涂層用在二次反射鏡上，特別針對于高溫和抗濕度，對涂層穩定性進(jìn)行了優(yōu)化工作，在400度溫度下能夠穩定工作至少一千小時(shí)。

　　第二，關(guān)于塔式鏡場(chǎng)優(yōu)化布置。原理是基于多邊形優(yōu)化和項目實(shí)際邊界條件布置，能夠考慮項目實(shí)地限制方法，把定性的條件用數字化方法加入到整個(gè)優(yōu)化模型當中，可以考慮項目場(chǎng)地的丘陵，坑洼，或者是邊邊角角處，這些都可以數字化，同時(shí)也可以對整個(gè)鏡場(chǎng)最大的能流密度進(jìn)行限制，進(jìn)一步符合光熱電站的實(shí)際考量。

　　第三是耗水管理模擬軟件ColSimCSP，這個(gè)軟件已經(jīng)在多個(gè)光熱電站上面驗證過(guò)，對所有的水處理或者用水環(huán)節能夠詳細的進(jìn)行計算。上圖中所示的這個(gè)軟件可以詳細到對光熱電站每一個(gè)回路，例如鏡面清潔程度，導致用水量多少，清洗的周期等進(jìn)行詳細的模擬。優(yōu)化下來(lái)的清洗策略可以節約高達20%的耗水。

 

　　第二部分，電站質(zhì)量保證。

 

　　質(zhì)量保證有兩個(gè)層面，一個(gè)是整個(gè)系統的電站層面，另一個(gè)是設備層面。

 

　　系統層面主要是關(guān)于槽式或者關(guān)于線(xiàn)性電站的性能測試方法，剛才來(lái)自于西北電力試驗研究院的關(guān)經(jīng)理也介紹了這樣一個(gè)性能測試（詳情查看：太陽(yáng)能光熱電站調試工作具體如何落地？），正如他所說(shuō)，現在沒(méi)有國際標準，但是對于槽式電站來(lái)說(shuō)現在有兩個(gè)行業(yè)內比較通用的地區性文檔，一個(gè)是來(lái)自美國NREL的，一個(gè)是西班牙的國家標準。但是這兩個(gè)文檔其實(shí)無(wú)外乎兩個(gè)方法，一個(gè)做短期幾個(gè)小時(shí)至多幾天內，在一個(gè)短期穩定情況下做半穩定的測試，需要到滿(mǎn)負荷。第二個(gè)是多日連續測試，10天到一年不等，這一段時(shí)間里面可以出現晴天、陰天或者雨天，但是如果連續很長(cháng)時(shí)間都是陰天或者雨天，可能這個(gè)數據也是不準確的?？偨Y下來(lái)，目前的情況就是對天氣依賴(lài)性很高，長(cháng)耗時(shí)，導致成本很高，而且還帶來(lái)一定的不確定性。

 

　　所以我們開(kāi)發(fā)一個(gè)新方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測試。對電站不需要有多的要求或者期望，只需要它正常運行，然后保證動(dòng)態(tài)情況下，通過(guò)一些數據統計的方法增強我這些數據的準確性，進(jìn)而了解整個(gè)電站的性能是怎么樣的，通過(guò)這樣的方法，一方面能提高整個(gè)測試的可靠度，另一方面能夠節約人力、時(shí)間和花費。正如剛才說(shuō)的，這樣的方法有很高的測試性，不需要特定的滿(mǎn)負荷運行狀況，可以在電廠(chǎng)一邊運行的時(shí)候一邊采集數據，最重要的是不需要穩定的數據，完全波動(dòng)的數據也是沒(méi)有問(wèn)題的。

　　需要測量的數據也非常普通，比如輻照或者進(jìn)口流量，或者流體的進(jìn)出口溫度，這些數據都是每個(gè)電廠(chǎng)的標配，所以也不需要多加探頭或者熱電偶的情況。適用場(chǎng)合有三塊，一是設備開(kāi)發(fā)，二是接收測試，三是標準化，所以在整個(gè)項目周期里，從開(kāi)發(fā)、驗證、認證到接收測試，移交給業(yè)主，都有它可用的地方。這個(gè)方法已經(jīng)在歐洲和非洲幾個(gè)項目上已經(jīng)驗證過(guò)，包括槽式，線(xiàn)性菲涅爾，發(fā)電，供熱的項目，得出的結果是可以減少人力高達75%，減少耗時(shí)30%，減少成本50%，提高結果的精確性和代表性。

　　第二塊是電站設備層面。設備層面，在我們的實(shí)驗室內可以做整個(gè)光熱電站各個(gè)設備的檢測、認證，包括反射系統、反射鏡、吸熱管、塔式集熱器以及儲能系統等，這些我都不詳細說(shuō)了，相信在座各位都有一些了解。

　　主要舉兩個(gè)例子，第一個(gè)例子剛才CSPServices的Ulmer先生也提到了，用偏差方法來(lái)測量反射鏡曲面的精度，在我們實(shí)驗室也是用同樣的方法來(lái)測量，無(wú)論是針對線(xiàn)性菲涅爾或者槽式的鏡面。同樣的方法也可以運用到整個(gè)電廠(chǎng)上面，但是需要一個(gè)吊車(chē)把設備或者人置于一個(gè)高處，特別是在晚上的時(shí)候做這樣的測試。

 

　　我們還有一個(gè)熱儲能實(shí)驗室，在這個(gè)實(shí)驗室里除了做相關(guān)的鹽或者設備測試以外，我們自己也做一些新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，特別是單罐儲能技術(shù)。

　　這個(gè)照片就是單罐儲能系統，從三年前開(kāi)始運行，除了在特殊節假日停止運行，它都一直穩定運行，沒(méi)有問(wèn)題。

　　最后講一下塔式電站質(zhì)量的提高，這也是現在提出的光熱4.0概念里面的一項技術(shù)。大家都知道，一個(gè)光熱電站建完以后，對每一面鏡子都需要長(cháng)期或者比較耗時(shí)的調試，我們現在提出了一個(gè)數字化的閉環(huán)跟蹤校準。原理非常簡(jiǎn)單，在塔頂安裝一個(gè)攝像頭，這個(gè)攝像頭對定日鏡進(jìn)行連續拍照，再通過(guò)軟件對照片進(jìn)行圖像識別，可以判斷定日鏡是否在需要的位置，偏差是多少，通過(guò)這些結果在鏡場(chǎng)的DCS控制系統里面自動(dòng)調節。這是一個(gè)閉環(huán)的控制，非常人工智能，非常方便，也非常省時(shí)。需要強調的是，如果我把鏡場(chǎng)控制這部分拋掉，上面這套系統是即插即用的，非常方便。

　　它有一些好處，比如說(shuō)不間斷整個(gè)電站的運行，也不需要專(zhuān)門(mén)安裝或者是停機。同樣的，可以提高追蹤精度，讓電站更安全的運行，以及降低成本。這個(gè)技術(shù)在法國國家科學(xué)中心已經(jīng)經(jīng)過(guò)測試，我們正在申請專(zhuān)利，同時(shí)我們也非常有興趣能夠在我們國內的電站使用這個(gè)新技術(shù)。