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槽式技術進行水處理 光熱利用的新市場
發布者：本網記者Crystal | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 7750查看 | 2014-03-03 11:03:00    
　　美國一家利用槽式集熱技術進行熱法海水淡化的公司WaterFX此前成功地在加州Panoche供水區建成了一個太陽能脫鹽示范項目，系統采用了反射膜技術供應商Skyfuel的槽式集熱系統。該項目為利用太陽能進行水處理開辟了新空間。

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：加州當前正在遭遇百年一遇的重大旱情，上述太陽能脫鹽項目的成功示范顯得十分及時。其可以被用于處理農業生產中的廢水，該項目剛剛完成了測試，在最后的六個月內，農業生產中被嚴重污染的廢水中的硒和其它有毒礦物元素被完全過濾掉，處理后的水再次被應用于加州干旱的地區幫助農業生產。

圖：WaterFX創始人Mandell（右）


　　該示范項目采用的是WaterFX設計的Aqua4槽式太陽能模塊，這種技術利用低溫多效蒸餾（MED）法進行海水淡化或廢水處理。單個Aqua4槽式集熱模塊的集熱功率為480kW，長度115米，寬6米。該槽式反射鏡系統由Skyfuel供應，采用了其反射膜技術，帶跟蹤系統。

　　WaterFX在完成該項示范后，開始推進商業化應用規模的太陽能水處理系統，計劃到2014年底實現商業化項目的運作，達到每分鐘處理45加侖廢水，即日處理能力200萬加侖（約7600立方米）的目標，后端通過一套完整的精餾系統實現。

　　全系統設計由這種完整的精餾系統，兩個槽式太陽能集熱單元構成，單個槽式集熱單元的熱功率輸出為480kW，并配置儲熱系統，以實現24小時的日蒸汽輸出。

自定義儲熱設計

　　在已經建成的首個示范項目中沒有配置儲熱系統，但WaterFX創始人和董事會主席Aaron Mandell表示，第二階段的項目將配置儲熱系統。儲熱系統設計的溫度區間在165攝氏度~235攝氏度，可按需設計。其將采用一種特殊的儲熱介質，通過在其中內置管式換熱器換熱儲熱。系統高度模塊化，在運輸和安裝方面都十分方便，具備較高成本經濟效益。

　　位于科羅拉多州的Skyfuel是反射膜槽式集熱器的推崇者，其與NREL有緊密的合作研發關系，也因此獲得了不少創新性獎項。Skyfuel設計和制(zhi)造槽(cao)(cao)式集熱器(qi)用于(yu)光熱發(fa)電和太陽能中(zhong)高(gao)溫熱利用領域，在廢(fei)水處(chu)理和海水淡(dan)化(hua)領域也(ye)可以采用這種靈(ling)活的帶(dai)跟蹤系統的槽(cao)(cao)式集熱器(qi)。

供應商關系

　　WaterFX和Skyfuel達成合作是基于ATSI的幫助，ATSI是一家EPC公司，其幫助Skyfuel從各種各樣的太陽能技術供應商的競爭中勝出成為WaterFX的槽式集熱器供應商。

　　Mandell表示，“他們此前并不了解Skyfuel這家公司，但經過此次招標，最終發現Skyfuel的產品綜合性能是最好的。”Skyfuel公司商務發展經理Bill Hargett則稱，WaterFX和Skyfuel的合作是令人興奮的戰略性聯盟合作。

　　WaterFX是一家輕資產型的技術性公司，基本所有組件都通過外購，除了從Skyfuel采購槽式集熱器外，其它一些設備如鍋爐、膨脹水箱、氮存儲罐、管道和泵、儀表等設備都通過外購獲得。

技術經濟性

　　Skyfuel稱他們的系統成本比大規模光熱電站采用的槽式集熱系統成本要低20%，部分原因是因為其不需在項目地建設集熱器的組裝工廠，這種小的簡單項目也無需任何復雜的特殊設備進行施工。

　　在如熱法海水淡化這樣的熱利用領域，Skyfuel的SkyTrough槽式集熱器僅僅被用于將水加熱產生蒸汽，這與GlassPoint利用槽式集熱技術輔助石油萃取類似，不需要耗資建設發電系統。但真正節約成本的原因是其光場集熱技術的創新，其宣稱采用Skyfuel的反射膜技術比傳統的玻璃反射鏡技術更節約成本。Skyfuel的SkyTrough槽式集熱器配置了集成跟蹤、控制和驅動系統OnSun集成系統。

　　雖然Skyfuel一直對外宣稱采用其集熱技術的成本較玻璃反射鏡大幅削減，但目前尚無實際案例予以證明。包括其耐候性、使用壽命等等也還沒有充分證據，行業內對反射膜技術仍心存疑慮，畢竟玻璃反射鏡目前仍在光熱發電行業占絕對控制地位。

海水淡化副產品

　　熱(re)法海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)是光熱(re)發電技術的(de)理想應用(yong)市場，相對于膜法海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)，其處理鹽水(shui)(shui)的(de)能力(li)更(geng)強，采(cai)用(yong)熱(re)法MED技術淡(dan)化(hua)處理100加(jia)侖水(shui)(shui)，僅(jin)有7加(jia)侖的(de)濃(nong)鹽水(shui)(shui)排(pai)出，濃(nong)鹽水(shui)(shui)中富集了多種(zhong)金(jin)屬元(yuan)素，可以被再(zai)處理提取金(jin)屬礦物質。

　　Mandell此(ci)前是水處理公司Oasys公司的創始人，他表(biao)示，“我們最(zui)終可(ke)以(yi)獲(huo)得類似于鹽(yan)的固態(tai)混合物(wu)，從中我們又(you)可(ke)以(yi)分離和(he)精煉(lian)出(chu)有價值的物(wu)質。我們實(shi)際上(shang)可(ke)以(yi)把這(zhe)種副(fu)產品作(zuo)為(wei)我們的收益源(yuan)，通過出(chu)售從中提取的硒、硼(peng)等高價值元素獲(huo)得收益。”

50%的運行成本

　　Skyfuel作為設備供應商并不像WaterFX一樣忙于尋找潛在客戶，事實上他們也不缺客戶，在加州當前的干旱地區，對太陽能熱法脫鹽技術的興趣正在提升。

　　Panoche供水區示范項目的總運行成本在初期大約為450美元/畝尺（1畝尺相當于1英畝地1英尺深的水量，1畝尺≈1234立方米），而當前正在加州建設的北美最大的Carlsbad海水淡化廠的整體運行成本為約900美元/畝尺，從中可見太陽能海水淡化廠的運行成本是利用傳統能源的海水淡化廠的一半左右。這主要得益于太陽能淡化項目投運后不需增加能源成本投入。

　　“我們與多個供水區進行了溝通，也和一些用水大戶、農業生產、大型工廠等潛在客戶進行了接觸，認為市場空間十分大。加州沿海經濟發達地區的土地成本較高，但在廣大內陸地區，土地的利用不是什么問題，而這里也正是需要淡化脫鹽技術的地區。我們可以看到這里有巨大的市場空間。”Mandell如是認為。
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