基于這種新型技術(shù)，曾經(jīng)被認(rèn)為不適合商業(yè)化推廣應(yīng)用而一度發(fā)展緩慢的碟式光熱發(fā)電技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)“咸魚翻身”。
1、碟式直接蒸汽發(fā)生+熔鹽儲(chǔ)熱
碟式技術(shù)提供商ZED Solar所研發(fā)的碟式熱力系統(tǒng)是一種直接蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，每個(gè)單碟都能產(chǎn)生蒸汽，然后蒸汽會(huì)通過管道輸送到熔鹽儲(chǔ)罐與熔鹽換熱完成能量儲(chǔ)存，所儲(chǔ)存的熱能則可根據(jù)需要釋放，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
▲ ZED Solar推出的新型碟式系統(tǒng)
ZED Solar首席執(zhí)行官Zaafir Waheed表示：“憑借可超過2000的超高聚光比，系統(tǒng)中的每個(gè)碟式單元都能產(chǎn)生符合參數(shù)要求的蒸汽，這些蒸汽溫度可達(dá)700ºC，壓力可達(dá)130bar。”
Waheed進(jìn)一步表示：“我們的碟式熱力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)88%的超高凈太陽能→熱轉(zhuǎn)化效率，這意味著88％的總太陽光能將作為熱能從太陽能園區(qū)中輸出。”
2、單機(jī)功率達(dá)400kWth的大型聚光碟
另一家碟式技術(shù)提供商Sunrise CSP則帶來了一種被稱作“Big Dish”的大型聚光碟產(chǎn)品，并號(hào)稱由其設(shè)計(jì)的Big Dish是世界上最大的太陽能聚光碟。這種聚光碟采用雙軸跟蹤系統(tǒng)，光學(xué)精度高，可實(shí)現(xiàn)最高效率的光→熱轉(zhuǎn)化。
▲ Sunrise CSP設(shè)計(jì)的大型聚光碟
Sunrise CSP的碟式系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，單機(jī)功率可達(dá)400kWth。其采用的碟式和吸熱器技術(shù)可為工業(yè)應(yīng)用（如發(fā)電和高溫工藝加熱）生產(chǎn)過熱蒸汽。2017年，Sunrise CSP與澳大利亞國立大學(xué)（ANU）簽訂了新一代過熱蒸汽吸熱器的全球獨(dú)家許可協(xié)議。
Sunrise CSP首席執(zhí)行官Artur Zawadski表示：“我們可以將任何溫度的蒸汽或空氣等工質(zhì)加熱至1700℃以上。”
3、Thalis的碟式斯特林光熱發(fā)電技術(shù)
Thalis的碟式光熱發(fā)電技術(shù)則配置的是3kW的斯特林發(fā)電機(jī)，目前該系統(tǒng)單機(jī)功率已升級(jí)至7kW，并可配置長達(dá)12小時(shí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
該公司表示，其自由活塞式斯特林發(fā)電機(jī)不同于傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)斯特林發(fā)電機(jī)，擺脫了后者由于潤滑機(jī)械系統(tǒng)和滑動(dòng)密封所帶來的壽命和可靠性限制。
目前，上述三種新型拋物面碟式技術(shù)多處于試驗(yàn)階段。ZED Solar已在迪拜建立了一個(gè)用于驗(yàn)證碟式熱力系統(tǒng)的試點(diǎn)項(xiàng)目，以證明該技術(shù)在發(fā)電以及各種工業(yè)用熱應(yīng)用中的適用性。
與此同時(shí)，Sunrise CSP目前正在中國、印度以及其它電力市場探索可小規(guī)模應(yīng)用的熱電冷三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（通過單個(gè)或多個(gè)碟式單元生產(chǎn)出多用途的電和熱），并希望最終尋找到100MW+商業(yè)化項(xiàng)目的并網(wǎng)發(fā)電解決方案。
Thalis則是希臘110MW光熱項(xiàng)目和塞浦路斯50MW光熱項(xiàng)目的技術(shù)提供商，這兩個(gè)項(xiàng)目總預(yù)算額為4.85億歐元，目前正在實(shí)施階段，并獲得了來自歐盟NER300基金（歐盟碳捕獲和封存項(xiàng)目技術(shù)發(fā)展基金）的資助。
雖然碟式光熱發(fā)電技術(shù)在電力行業(yè)具有一定的關(guān)注度，但一些業(yè)界專家對(duì)該技術(shù)在商業(yè)化規(guī)模上的推廣持保留意見。
來自美國桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的Chuck Andraka表示：“低溫（幾百度）的碟式系統(tǒng)沒有任何意義。你花了很多錢把能量加熱到一個(gè)很高的溫度點(diǎn)，然后再利用這些高溫的能量來加熱工作流體（而不是將少量的材料加熱到非常高的溫度），應(yīng)用溫度最終降低。碟式聚光系統(tǒng)造價(jià)很高，但可帶來較高的聚光比，這種高聚光比應(yīng)該實(shí)現(xiàn)非常高的溫度（超過700℃）才更有價(jià)值，反之用之實(shí)現(xiàn)較低的應(yīng)用溫度則并不合理。”
來自西班牙CIEMAT-PSA的技術(shù)協(xié)調(diào)員Eduardo Zarza Moya也對(duì)碟式蒸汽發(fā)生的應(yīng)用思路提出了質(zhì)疑，他表示：“高壓蒸汽的輸送具有一些重大的技術(shù)限制，包括與被要求允許熱膨脹并和碟式聚光器聯(lián)動(dòng)移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)接頭的相關(guān)運(yùn)維問題，以及用以將每個(gè)碟式單元連接到公共發(fā)電島的管道中的壓降和熱損失問題等。這些公司所承諾的與以往公司類似，因此我需要看到一個(gè)在真實(shí)環(huán)境條件下運(yùn)行至少五年的商業(yè)化系統(tǒng)，我認(rèn)為只有這樣才是這些技術(shù)可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的真實(shí)證明，也才更具說服力。”
盡管面對(duì)諸多質(zhì)疑，ZED Solar仍然決心證明其技術(shù)，并聲稱其整個(gè)太陽能園區(qū)的管道熱損失不會(huì)超過5％。
Waheed表示：“旋轉(zhuǎn)接頭也用于拋物線槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，也需要允許膨脹和聯(lián)動(dòng)移動(dòng)，壓力是相同的。我們公司內(nèi)擁有一支專門的工藝管道團(tuán)隊(duì)，他們?cè)?年的時(shí)間內(nèi)開發(fā)并測試了我們的管道系統(tǒng)。與此同時(shí)，我們還進(jìn)行了多年的遮陽研究和土地優(yōu)化研究，這使我們能夠大幅縮小太陽島的占地面積，從而大幅減少總管道長度和相關(guān)損失。我們碟式系統(tǒng)的腔式吸熱器的光→熱轉(zhuǎn)化率約為97％。此前并沒有任何公司采取過我們對(duì)太陽能園區(qū)的這種統(tǒng)籌兼顧的研究方法。”
