中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：由于光資源和土地原因，我國(guó)首批光熱示范電站項(xiàng)目地大多集中于風(fēng)沙天氣嚴(yán)重且水資源相對(duì)缺乏的西北地區(qū)，相對(duì)惡劣的自然條件給鏡面的清潔帶來(lái)一定難度。而鏡面的潔凈度對(duì)于電站聚光效果卻至關(guān)重要，直接影響到光熱轉(zhuǎn)換效率及電站發(fā)電量，因此鏡面清洗是光熱電站運(yùn)維過(guò)程中不容忽視的一部分。
常見(jiàn)的光熱電站鏡面清洗方式
目前，光熱電站中鏡面清洗的清洗工藝一般采用水投射、接觸式及機(jī)器人自動(dòng)化三種方式。
國(guó)際領(lǐng)先的反射鏡清洗裝置制造商Albatros曾設(shè)計(jì)出一款槽式和塔式電站均適用的水投射式清洗車（詳情可見(jiàn)下列視頻）。這種清洗車較為傳統(tǒng)，采用人工駕駛噴水清洗的方案。相對(duì)而言，槽式鏡的清洗難度要大些，需要控制好上下兩把刷子的角度，此方法比較耗費(fèi)水資源。據(jù)了解，類似的清洗車車身自備水箱，清洗篩帶遠(yuǎn)紅外智能控制設(shè)備。
圖：人工駕駛的水投射式清洗車
已經(jīng)投運(yùn)4年多的中東地區(qū)規(guī)模最大的太陽(yáng)能發(fā)電站阿聯(lián)酋Shams1光熱電站由于地處沙漠，鏡面清潔的難度和工作量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)環(huán)境中建設(shè)的光熱電站。即便沒(méi)有沙塵暴襲擊，鏡面的清洗頻率也要頻繁很多。Shams1項(xiàng)目采用了接觸式的、可以自動(dòng)清洗的機(jī)器人，這大大削減了電站的運(yùn)維成本，保證了電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，這種方式對(duì)于國(guó)內(nèi)一些地處風(fēng)沙較大地區(qū)的光熱項(xiàng)目來(lái)說(shuō)也具有一定借鑒意義。
圖：阿聯(lián)酋Shams1光熱電站采用的接觸式反射鏡自動(dòng)清洗機(jī)器
在國(guó)際范圍內(nèi)，針對(duì)采用平面反射鏡的塔式和菲涅爾電站來(lái)說(shuō)，很多項(xiàng)目方選擇采用小型自動(dòng)清洗機(jī)器人進(jìn)行清洗，這種小型機(jī)器人無(wú)需人工駕駛，可沿鏡面自動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行清洗，位于西班牙裝機(jī)20MW的Gemasolar熔鹽塔式光熱電站就采用了由Sener設(shè)計(jì)的小型機(jī)器人來(lái)清洗鏡面（詳情見(jiàn)下列視頻）。
需要注意的是，從場(chǎng)地可通行程度上講，槽式光熱電站在鏡場(chǎng)回路建設(shè)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了較好的平整工作，便于機(jī)械化車輛進(jìn)入，這也是其較塔式和菲涅爾突出的優(yōu)勢(shì)。但是，由于槽式光熱電站系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)，其反射鏡鏡面與集熱器為近距整體組裝成型，所以清洗工作會(huì)受一定的影響，同時(shí)也可能由于清洗操作不當(dāng)而增加鏡面破壞幾率。
國(guó)產(chǎn)光熱發(fā)電專用清洗車供應(yīng)商
由于我國(guó)尚未建成大型商業(yè)化光熱電站，此前建成的一些小型的光熱試驗(yàn)回路多采用人工清洗的方法。而隨著中國(guó)光熱發(fā)電行業(yè)逐步走向商業(yè)化，除了一些國(guó)外清洗車產(chǎn)品代理商以外，一些有一定技術(shù)基礎(chǔ)的項(xiàng)目業(yè)主和相關(guān)廠商也開始專門研發(fā)光熱電站專用的清洗車產(chǎn)品，還有一些光伏電池板清洗車供應(yīng)商也開始關(guān)注并欲積極開拓光熱發(fā)電清洗車市場(chǎng)。
申報(bào)項(xiàng)目成功入選中國(guó)首批光熱示范項(xiàng)目的浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司便曾成功研制出適用于塔式定日鏡的自動(dòng)清洗機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)自主定位、自主導(dǎo)覽及自動(dòng)避障，對(duì)其行進(jìn)路徑上的定日鏡進(jìn)行清洗，其清洗方式包含毛刷清洗、水洗、風(fēng)洗等幾種可選方式，亦可將幾種清洗方式組合完成鏡面清洗功能。（如下圖所示）
主營(yíng)叉車的鎮(zhèn)江蘇福機(jī)械有限公司通過(guò)持續(xù)的研發(fā)投入，成功研制出針對(duì)塔式平面反射鏡的太陽(yáng)能定日鏡專用清洗車，目前已在國(guó)內(nèi)部分項(xiàng)目上試用，效果良好。
圖：鎮(zhèn)江蘇福機(jī)械生產(chǎn)的定日鏡專用清洗車
此外，國(guó)內(nèi)清洗車供應(yīng)商寧波跨越太陽(yáng)能板清洗車有限公司開發(fā)了一款可應(yīng)用于塔式和槽式光熱電站的跨越式清洗車輛，采用高壓柔條刷滾水洗、高壓吹風(fēng)和高壓除塵三種組合方式，具有整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作控制方便、晃動(dòng)損傷減輕、運(yùn)行平穩(wěn)高效、轉(zhuǎn)彎靈活方便及場(chǎng)地利用率高的特點(diǎn)，同時(shí)，該公司還自主研發(fā)了適用于沙漠等軟土地面的履帶式龍門清洗車。此外，針對(duì)西北地區(qū)寒冷條件下鏡面易結(jié)冰的現(xiàn)象，其還提出了采用暖風(fēng)吹塵干洗的措施。（如下圖所示）
國(guó)內(nèi)電站鏡面清洗成本將高于國(guó)外
由于每個(gè)光熱電站所在的項(xiàng)目地自然條件差異較大，因此鏡面的清洗頻率和方案要視電站自身和項(xiàng)目地情況而定。
與自然環(huán)境較好、空氣相對(duì)清潔的西班牙與美國(guó)相比，我國(guó)首批光熱示范項(xiàng)目所在地大多風(fēng)沙問(wèn)題較為突出，清洗頻率更高，用水量更大，相應(yīng)的鏡面清洗成本也會(huì)增加。
但是，由于目前國(guó)內(nèi)尚未建成大型商業(yè)化光熱電站，在運(yùn)維方面也沒(méi)有實(shí)際的數(shù)據(jù)來(lái)明確鏡面清洗成本。對(duì)此，有業(yè)內(nèi)人士表示，關(guān)于鏡面清洗在電站運(yùn)維中的成本需要在示范項(xiàng)目投產(chǎn)兩年以后才能得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
節(jié)約鏡面清潔用水正受到多方重視
鑒于光熱發(fā)電技術(shù)近年來(lái)的迅猛發(fā)展勢(shì)頭和面臨的成本下降壓力，關(guān)于光熱電站各環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新也在全球范圍內(nèi)積極展開，如何降低鏡面清潔用水和提升清潔效果也是其中一個(gè)重要課題。
據(jù)CSPPLAZA此前報(bào)道，由歐盟推進(jìn)的旨在降低光熱電站需水量的WACSOP項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)曾開發(fā)一個(gè)測(cè)試模型來(lái)分析鏡面污染成因，該模型可計(jì)算在夜間待機(jī)的反射鏡在何種角度下可以最大程度的避免粘塵等問(wèn)題，研究人員表示光熱電站應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就嚴(yán)格控制對(duì)清洗用水的需求。
此外，WACSOP項(xiàng)目研究人員還開發(fā)了一種應(yīng)用于光熱電站鏡面表層的傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可結(jié)合鏡面反射率、著污速度和接收器透射率等數(shù)據(jù)來(lái)綜合判斷鏡面和集熱管何時(shí)必須加以清洗。該系統(tǒng)可以優(yōu)化清洗步驟并最大限度地減少太陽(yáng)島的光損耗量，這些設(shè)備最多可節(jié)約25%的用水。
另外，同樣參與WACSOP項(xiàng)目的來(lái)自DLR的研究員Andreas Pfahl則在開發(fā)一種新型清潔工具，欲借助重力掠過(guò)鏡子表面以達(dá)到清潔目的，而清潔用水則是利用清晨凝結(jié)在鏡面上的露水。（如下圖所示）
除此之外，一些反射鏡廠商也在積極研發(fā)新型防塵或自清潔反射鏡。Rioglass開發(fā)的新的玻璃反射鏡的抗污涂層（自清潔）已經(jīng)被成功地集成在玻璃熱彎鋼化工藝中，即將推向市場(chǎng)。
責(zé)編：張珊珊
