德國弗勞恩霍太陽能系統(tǒng)研究所是一個研究單位，主要工作是針對太陽能技術(shù)和設(shè)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(nèi)容有三塊，第一是關(guān)于弗勞恩霍夫陽能系統(tǒng)研究所的介紹，以及一些近期研發(fā)成果要點；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，是歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，也是一個非盈利性的、獨(dú)立的公共研究組織。旗下的弗勞恩霍夫太陽能研究所是全球最權(quán)威的太陽能研究所之一，位于德國的西南角弗萊堡這個小城市，弗萊堡是整個德國，乃至歐洲的太陽城。研究所有五個業(yè)務(wù)板塊，光伏、光熱、建筑能源、氫能和能源系統(tǒng)技術(shù)。今天我講到的內(nèi)容主要是跟光熱相關(guān)的。先介紹一些最近的研發(fā)亮點。

　　第一，關(guān)于涂層。我們開發(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(wěn)定工作至少2000小時，吸收率和放射率都不錯。還有一個涂層用在二次反射鏡上，特別針對于高溫和抗?jié)穸?，對涂層穩(wěn)定性進(jìn)行了優(yōu)化工作，在400度溫度下能夠穩(wěn)定工作至少一千小時。

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

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

 

　　第二部分，電站質(zhì)量保證。

 

　　質(zhì)量保證有兩個層面，一個是整個系統(tǒng)的電站層面，另一個是設(shè)備層面。

 

　　系統(tǒng)層面主要是關(guān)于槽式或者關(guān)于線性電站的性能測試方法，剛才來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性能測試（詳情查看：太陽能光熱電站調(diào)試工作具體如何落地？），正如他所說，現(xiàn)在沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，但是對于槽式電站來說現(xiàn)在有兩個行業(yè)內(nèi)比較通用的地區(qū)性文檔，一個是來自美國NREL的，一個是西班牙的國家標(biāo)準(zhǔn)。但是這兩個文檔其實無外乎兩個方法，一個做短期幾個小時至多幾天內(nèi)，在一個短期穩(wěn)定情況下做半穩(wěn)定的測試，需要到滿負(fù)荷。第二個是多日連續(xù)測試，10天到一年不等，這一段時間里面可以出現(xiàn)晴天、陰天或者雨天，但是如果連續(xù)很長時間都是陰天或者雨天，可能這個數(shù)據(jù)也是不準(zhǔn)確的?？偨Y(jié)下來，目前的情況就是對天氣依賴性很高，長耗時，導(dǎo)致成本很高，而且還帶來一定的不確定性。

 

　　所以我們開發(fā)一個新方法進(jìn)行動態(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(yùn)行，然后保證動態(tài)情況下，通過一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法增強(qiáng)我這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而了解整個電站的性能是怎么樣的，通過這樣的方法，一方面能提高整個測試的可靠度，另一方面能夠節(jié)約人力、時間和花費(fèi)。正如剛才說的，這樣的方法有很高的測試性，不需要特定的滿負(fù)荷運(yùn)行狀況，可以在電廠一邊運(yùn)行的時候一邊采集數(shù)據(jù)，最重要的是不需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，完全波動的數(shù)據(jù)也是沒有問題的。

　　需要測量的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)都是每個電廠的標(biāo)配，所以也不需要多加探頭或者熱電偶的情況。適用場合有三塊，一是設(shè)備開發(fā)，二是接收測試，三是標(biāo)準(zhǔn)化，所以在整個項目周期里，從開發(fā)、驗證、認(rèn)證到接收測試，移交給業(yè)主，都有它可用的地方。這個方法已經(jīng)在歐洲和非洲幾個項目上已經(jīng)驗證過，包括槽式，線性菲涅爾，發(fā)電，供熱的項目，得出的結(jié)果是可以減少人力高達(dá)75%，減少耗時30%，減少成本50%，提高結(jié)果的精確性和代表性。

　　第二塊是電站設(shè)備層面。設(shè)備層面，在我們的實驗室內(nèi)可以做整個光熱電站各個設(shè)備的檢測、認(rèn)證，包括反射系統(tǒng)、反射鏡、吸熱管、塔式集熱器以及儲能系統(tǒng)等，這些我都不詳細(xì)說了，相信在座各位都有一些了解。

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

 

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

　　這個照片就是單罐儲能系統(tǒng)，從三年前開始運(yùn)行，除了在特殊節(jié)假日停止運(yùn)行，它都一直穩(wěn)定運(yùn)行，沒有問題。

　　最后講一下塔式電站質(zhì)量的提高，這也是現(xiàn)在提出的光熱4.0概念里面的一項技術(shù)。大家都知道，一個光熱電站建完以后，對每一面鏡子都需要長期或者比較耗時的調(diào)試，我們現(xiàn)在提出了一個數(shù)字化的閉環(huán)跟蹤校準(zhǔn)。原理非常簡單，在塔頂安裝一個攝像頭，這個攝像頭對定日鏡進(jìn)行連續(xù)拍照，再通過軟件對照片進(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，通過這些結(jié)果在鏡場的DCS控制系統(tǒng)里面自動調(diào)節(jié)。這是一個閉環(huán)的控制，非常人工智能，非常方便，也非常省時。需要強(qiáng)調(diào)的是，如果我把鏡場控制這部分拋掉，上面這套系統(tǒng)是即插即用的，非常方便。

　　它有一些好處，比如說不間斷整個電站的運(yùn)行，也不需要專門安裝或者是停機(jī)。同樣的，可以提高追蹤精度，讓電站更安全的運(yùn)行，以及降低成本。這個技術(shù)在法國國家科學(xué)中心已經(jīng)經(jīng)過測試，我們正在申請專利，同時我們也非常有興趣能夠在我們國內(nèi)的電站使用這個新技術(shù)。