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《太阳能光热发电站第5-2部分：大规模线性菲涅耳式集热管通用要求与测试方法》标准发展报告

DevelopmentReportonSolarThermalPowerPlants-Part5-2:GeneralRequirementsandTestMethodsforLarge-ScaleLinearFresnelCollectorTubes

摘要

随着全球能源结构转型加速，太阳能光热发电技术作为可再生能源利用的重要形式，正迎来快速发展期。其中，线性菲涅耳式集热技术因其建设成本低、运维便捷等优势，在国内外光热发电项目中应用日益广泛。本报告围绕《太阳能光热发电站第5-2部分：大规模线性菲涅耳式集热管通用要求与测试方法》标准的立项背景、技术内容和实施意义展开分析。

报告指出，目前我国已投运2个、在建4个线性菲涅耳式光热发电项目，但缺乏统一的集热管技术规范，导致产品质量参差不齐。本标准首次系统规定了集热管的光学性能、热性能测定方法及跟踪精度测量等关键技术指标，填补了行业空白。通过实施该标准，可提升集热管产品互换性20%以上，降低光热电站建设成本约15%，对推动我国光热发电产业标准化、规模化发展具有重要战略意义。

关键词：太阳能光热发电；线性菲涅耳；集热管；性能测试；跟踪精度

Keywords:solarthermalpower;linearFresnel;collectortube;performancetest;trackingaccuracy

正文

一、标准立项背景与必要性

1.行业发展需求

根据国家能源局《太阳能发展十四五规划》，到2025年我国光热发电装机容量需达到5GW。线性菲涅耳技术因其模块化设计（单模块功率可达50-100MW）、土地利用率高（较槽式技术提升30%）等优势，被列为重点发展技术路线。

2.技术标准化缺口

当前国内集热管产品存在以下问题：

-光学效率测试方法不统一（不同厂商偏差达8-12%）

-热损系数缺乏标准测量条件（测试温度区间差异导致数据不可比）

-跟踪系统精度要求缺失（现有项目实测误差普遍＞3mrad）

3.国际对标需求

国际电工委员会（IEC）正在制定IEC62862-5-2标准，我国需建立自主标准体系以掌握技术话语权。

二、标准核心技术内容

1.通用技术要求

-结构参数：规定集热管直径（70-90mm）、长度（4-6m）等关键尺寸公差（±0.5mm）

-材料性能：玻璃管透光率≥93%（AM1.5光谱），金属吸热管发射率≤10%（400℃）

2.测试方法体系

|测试项目|测试条件|精度要求|

|---|---|---|

|光学效率|DNI≥700W/m2，25℃±2℃|相对误差≤2%|

|热损系数|300-400℃稳态工况|重复性≤5%|

|跟踪精度|采用激光经纬仪法|误差≤1.5mrad|

3.创新性条款

-首次提出等效焦距偏差评价指标（≤±2mm）

-建立动态风载（≥12m/s）下的性能保持测试方法

三、标准实施效益分析

1.经济效益

-降低光热电站LCOE（平准化度电成本）约0.08元/kWh

-缩短集热管采购周期30天以上

2.环境效益

每100MW项目年减排CO?约26万吨（相较燃煤电站）

3.社会效益

推动形成年产值超50亿元的集热管制造产业

主要参与单位介绍

中国电力科学研究院新能源研究中心

作为本标准牵头起草单位，该中心拥有国家能源太阳能发电研发（实验）中心，具备：

-国际领先的1:1线性菲涅耳测试平台（测试精度达0.3mrad）

-CNAS认可的光热组件检测实验室

-参与制定IEC/TC117国际标准5项、国家标准21项

近年来在青海共和50MW菲涅耳项目完成全球首次集热场全工况测试，相关成果获2022年中国电力科技进步一等奖。

结论与展望

本标准的制定实施将有效解决线性菲涅耳集热管无标可依的现状，预计推动我国光热发电产业在以下方面发展：

1.技术升级：促进选择性吸收涂层（如W-AlN）、高精度跟踪控制等关键技术突破

2.产业协同：形成覆盖集热管、反射镜、驱动系统的完整产业链

3.国际竞争：为国内企业参与一带一路光热项目提供技术支撑

建议后续开展：

-建立国家级集热管产品认证体系

-开发智能化在线检测装备

-推动标准转化为ISO/IEC国际标准

（注：本报告数据来源于《中国太阳能热发电行业蓝皮书2023》、国家能源局公开文件及项目实测数据）