近日，葡萄牙国家能源大臣Joao Galamba参观了Évora（埃武拉）大学的熔盐槽式试验示范平台。
图片来源：埃武拉大学
该示范平台于2016年7月获得了德国联邦经济事务和能源部和德国Jülich项目管理（PTJ）的资金支持，旨在在埃武拉大学建造并运营一个熔盐抛物槽式太阳能热发电试验示范平台，检验以熔盐为传热介质的抛物槽式太阳能热发电站的效率和可靠性。项目牵头单位为德国DLR太阳能研究所，参加单位包括德国TSK Flagsol、eltherm、Yara、Steinmüller、Innogy公司，西班牙Rioglass公司，以及葡萄牙埃武拉大学。
DLR线性太阳能热发电系统负责人Klaus Hennecke博士介绍说，示范平台的太阳能集热场由两排Heliotrough槽式集热器组成，每排长340米，总反射面积4650m²；采用熔盐作为传热介质，出口温度最高可达560℃（取决于使用的混合盐）。蒸汽发生器设计功率为 1,8 MWth，聚光场产生的多余热量将进入储罐。该示范平台中没有配置蒸汽轮机，因为研究团队主要想展示创新部件：带有熔盐系统的集热场，带有熔盐/水/蒸汽热交换器的储热和蒸汽发生器；提供“可调度”蒸汽的蒸汽轮机是现有技术，不需要进行示范，增加了汽轮机反而会限制测试平台的灵活性或操作范围。实际上，小型汽轮机的效率也非常低，将会让人对（全尺寸）系统能力产生错误的印象。
2018年8月拍摄的示范平台建设场地鸟瞰图
据悉，项目立项主要源于采用更高运行温度的流体——熔盐，提高槽式太阳能热发电站的效率，同时降低成本。迄今为止，商业化的槽式太阳能热发电站均使用导热油来接收太阳辐射，并传递产生的高温热量。与热油相比，熔融盐的优点在于采购成本较低，可以被加热到更高的温度。
槽式吸热管：DLR
“熔盐的一个关键优势是它在高温下具有良好的耐受性”，DLR的研究人员说道，“对于热油，400℃是温度极限。但盐可承受500℃以上温度条件下的连续使用。根据盐混合物的不同，再高的工艺温度可达560℃。此外，采用熔盐作为槽式太阳能热发电站的传热介质，可以避免传统槽式电站中的导热油传热-熔盐储热双回路系统，从而减少系统复杂性和投资，降低均化电力成本。”
“使用盐的最大挑战是其高熔点和固化温度在120到240℃之间。聚光场中支管的凝固将导致停顿，并且可能带来损坏。为了防止任何凝固，需要适当的设计，适应的操作概念和适当的安全设备。”研究人员表示。
槽式集热器：Flagsol
据介绍，Évora新试验示范平台的部件和整个系统进行了特别改进，从而适用熔盐传热介质。整个项目合作伙伴对系统进行了优化。
在该项目中，DLR负责示范平台的规划、概念设计以及集热场的合格认定；DLR研究人员还将参与后期科学的实验操作。熔盐的使用对集热器的设计提出了很高的要求。TSK Flagsol工程公司将相应地调整其HelioTrough®集热器的设计，提高聚光比，并示范其适用性。Eltherm公司开发了安全相关的太阳场阻抗加热系统，并负责其施工和操作证明。Rioglass继续开发用于高温液态盐的吸热管，并示范吸热器在液态盐运行操作中的光学质量稳定性。Steinmüller工程公司在新设施上安装和测试其直通式蒸汽发生器。在创新设计的直通式蒸汽发生器中，盐将其能量转移到连接的水-蒸汽循环中。与现有技术相比，升高的蒸汽参数允许发电厂单元可以实现更高的效率。此外，直通原理允许超临界蒸汽参数用于商业应用。Yara开发了所需的盐加工技术，并展示了其低熔点（所谓的三元盐）的适用性。南非能源供应商Eskom的工程师团队负责系统的顺利运营。Évora大学作为Évora熔盐试验平台的所有者，通过专职的操作和科学人员支持基础设施的安装和运营。
根据实施计划，2019年6月项目参加单位将在实际条件下测试熔盐作为传热流体的运行情况，2019年9月示范平台开始投入使用。整个项目将于2020年5月31日结束。
