天瑞星 航天技术助力太阳能热发电

　　□记者 镡立勇

　　“目前，世界上能够制造高温太阳能集热管及其生产设备的企业共有3家，我们天瑞星公司就是其中之一。我们起步较晚，但发展速度快，依托相关航天应用技术，不但开发出新产品，还自主研制出生产装备，将生产线成本降至进口生产线的20%。”日前，天瑞星光热技术有限公司副总经理范兵向记者介绍。

　　天瑞星光热技术有限公司由中国航天科技集团公司和中国空间技术研究院共同投资组建，2012年在沧州成立子公司——沧州天瑞星光热技术有限公司，主要生产适用于槽式太阳能热发电站的高温太阳能集热管。

　　去年下半年，国家发改委公布了首批20个太阳能热发电示范项目，正式开启了我国太阳能热发电的产业化进程，槽式太阳能热发电是其中一项主要的技术。槽式太阳能热发电系统采用槽型抛物面反射镜聚光来会聚热量发电，主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。专家表示，槽式太阳能热发电技术是当前最为成熟的热发电技术，具有近30年商业化运行实证，可与传统火电发电技术相结合，未来有望代替传统化石能源，减少碳排放和用煤量。

　　天瑞星光热技术有限公司生产的高温太阳能集热管正是槽式太阳能热发电站的核心部件，集热管的功能主要是在太阳能聚集状态下高效吸收太阳辐射能，将太阳能转变为热能，用于推动涡轮发电机发电。

　　记者在现场看到，太阳能高温集热管与普通太阳能热水器的真空集热管很相似，只是普通太阳能热水器的真空集热管里、外层都是玻璃的；而高温太阳能集热管的外层是玻璃的，里层则是金属材料。有关人员介绍，之所以里面要使用金属材料，是因为高温太阳能集热管如果用于推动涡轮发电机发电，那么其中的水应当达到超临界状态，也就是要超过374℃，玻璃不可能承受这么高的温度，另外也不可能承受超临界状态的高压。

　　范兵介绍，生产高温太阳能集热管最尖端的技术就是涂层和玻璃与金属封接，难点是耐高温、长寿命和破损率等。对于涂层的研究，范兵和他的老搭档——北京天瑞星光热技术有限公司总经理陈步亮已经坚持了近30年。

　　“我们的集热管涂层技术应用了两种尖端技术：一是中国航空卫星专用热控涂层技术，可以使产品在800℃以内的真空环境中或450℃以内的大气环境中长期稳定工作；另一种是玻璃管专用太阳光增透涂层技术，使用溶胶—凝胶方法，可将原玻璃管的太阳全光谱透射率从92%提高到96%。”范兵说。

　　玻璃与金属封接是生产技术中的大难题，其封接质量直接决定了集热管的寿命和性能。据了解，如果只是简单地将两者封接到一起，工艺并不复杂，因为玻璃超过600℃高温时就会变软，从而可轻松实现与金属材料封接到一起，但是，由于玻璃与金属的热膨胀系数不同，玻璃的热膨胀低于金属的热膨胀，玻璃与金属即使简单封接到一起，一遇温度变化就很容易爆裂。能不能突破该封接技术是产品含金量的直接体现，天瑞星公司成立后10多年的研发，主要突破的就是该技术。

　　据了解，普通太阳能热水器的集热管每根不过20元，但是高温太阳能集热管市场价格达到每根1万元。在天瑞星突破该封接技术之前，这项技术独握在德国人的手里，对于踏破门槛的来自世界各地的公司，无论是设备还是产品，德国人的回复只一句“给多少钱都不卖”，产品也从不销往中国。

　　范兵介绍，他们的封接环节主要采用金属——玻璃真空封接技术，通过实现匹配性熔封，降低了电站运行中真空漏气的破损率，是全球第二家采用该技术的集热管产品。

　　在天瑞星终于成功实现技术攻关后，德国公司深受触动，开始解除对中国市场的产品和技术封锁；2012年，得知天瑞星在沧州设立子公司——沧州天瑞星光热技术有限公司，并在沧州实现金属—玻璃匹配封接的集热管进行规模化生产，德国公司将之前每根售价1万元的集热管五折售卖。

　　据了解，按照规划，天瑞星公司将分三期投建太阳能光热产业园，全部工程建设完毕后，可实现年产30万支中高温太阳能集热管的产能。

　　“高温太阳能集热管主要应用于大型发电企业。建设一个总装机量50MW的光热电站，约需2万支高温太阳能集热管。随着太阳能热发电时代的到来，即使我们全部达产，恐怕也不能满足市场的需求。”该公司项目经理李冰说。