在第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會中,內(nèi)蒙古百川光熱科技有限公司(以下簡稱“百川光熱”)市場總監(jiān)吳香婷出席會議并作主題演講《光熱反射鏡規(guī)?;a(chǎn)與質(zhì)量控制》,從反射率、耐候性、面型精度和鏡面機(jī)械強(qiáng)度四個(gè)方面詳細(xì)介紹了光熱反射鏡關(guān)鍵參數(shù)的質(zhì)量控制。

圖:吳香婷
關(guān)于反射鏡的幾個(gè)問題
一、光熱反射鏡的作用與常用類型?
反射鏡是光熱發(fā)電鏡場建設(shè)的核心裝備之一,三種主流的光熱發(fā)電類型所用反射鏡各不相同:塔式光熱電站多采用3mm、4mm玻璃基板;槽式光熱電站多采用4mm鋼化玻璃基板;菲涅爾式光熱電站多采用2mm玻璃基板。
吳香婷表示,較薄的反射鏡需要通過加固背板與支架增加強(qiáng)度,在控制成本的同時(shí)兼顧光學(xué)性能與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
二、光熱發(fā)電為何采用銀鏡?
依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ASTM E903和ISO9050,太陽光反射率測試需覆蓋全波段光譜。其中紫外區(qū)
(300-400nm)占比約5%,可見光區(qū)(400-700nm)占45%,近紅外區(qū)(700-2500nm)占50%。
吳香婷解釋道:鋁(AI)在可見光波段表現(xiàn)不佳;銅(Cu)在可見光波段反射率低,較少用于高精度光學(xué)系統(tǒng);金(Au)在可見光波段吸收強(qiáng),波長大于800nm時(shí)反射率才會迅速上升,成本過高,專用于紅外反射鏡。唯有銀(Ag)在可見光波段及紅外波段均保持較高反射率,是最佳反射材料。

圖:各類反射鏡在300-2500nm波段的表現(xiàn)
三、光熱反射鏡與普通反射鏡有哪些區(qū)別?
吳香婷表示,光熱電站的選址位于高輻射、晝夜溫差大、風(fēng)沙雨雪霜等自然環(huán)境較惡劣的西北部地區(qū),因此要求反射鏡要在此環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行超過25-30年而不產(chǎn)生或產(chǎn)生極少衰減。所以光熱反射鏡相較于普通鏡對于反射率、耐候性及耐冷熱交變性能提出了極高要求。
反射鏡關(guān)鍵參數(shù)質(zhì)量控制

圖:光熱反射鏡組成
吳香婷從反射率、耐候性、面型精度和鏡面機(jī)械強(qiáng)度四個(gè)方面,詳細(xì)介紹了反射鏡的質(zhì)量控制:
一、反射率
反射鏡的反射率與超白玻璃厚度、銀層厚度和拋光、鍍前清洗相關(guān)。
首先,反射率隨玻璃厚度增加而遞減:2毫米厚度時(shí),反射率可達(dá)95%;3毫米厚度反射率為94.5%;4毫米厚度反射率為94%以上。力學(xué)性能則相反,隨厚度增加而提升,但價(jià)格也會隨厚度增加而提高。
其次,銀層厚度是影響反射率的核心參數(shù)。百川光熱從實(shí)戰(zhàn)中總結(jié)出控制銀層厚度的三個(gè)原則:
①下限閾值:銀層需≥700mg/m2,確保銀層連續(xù)覆蓋,避免針孔缺陷;
②經(jīng)濟(jì)區(qū)間:1100mg/m2-1400mg/m2,目前主流廠商技術(shù)規(guī)范要求多為1200mg/m2±50mg/m2;
③效益拐點(diǎn):>1400mg/m2時(shí),反射率趨于飽和,同時(shí)應(yīng)力積累風(fēng)險(xiǎn)顯著增加,易導(dǎo)致銀層龜裂或剝落、表面粗糙度惡化,散射增加。
吳香婷強(qiáng)調(diào),銀占反射鏡成本的12%~18%。自2024年1月至今(2025年5月),銀價(jià)上漲近50%(注:截止發(fā)稿,白銀價(jià)格已創(chuàng)歷史峰值,年內(nèi)漲幅已超70%,距2024年初漲幅超過100%),優(yōu)化銀利用率將成為降本關(guān)鍵舉措之一。
最后,拋光和鍍前清洗能有效保障反射率:拋光工藝通過降低玻璃表面粗糙度,減少光散射和鍍銀時(shí)氣泡產(chǎn)生,使反射率不斷逼近理論極限;鍍銀前采用純水清洗可有效去除雜質(zhì),避免銀層氧化或硫化導(dǎo)致的反射率衰減,未徹底清洗的基材會使銀層無法完全附著。
二、耐候性
吳香婷表示:“銅層和油漆層是是長效反射率的守護(hù)者。”
銅層能夠阻隔空氣與銀層接觸,抑制銀層的氧化、硫化反應(yīng),抵消機(jī)械應(yīng)力,抵擋紫外線,同時(shí)還能提高油漆附著力。
但是銅層本身也易氧化,因此銅層表面要經(jīng)歷三層油漆保護(hù):紫色底漆為丙烯酸樹脂,主要作用是耐腐蝕性(耐化學(xué)保護(hù));綠色中漆為醇酸樹脂,主要作用是耐機(jī)械外力(耐物理性);白色面漆為聚氨酯,主要作用是耐候、耐紫外線照射、耐外力刮擦等。三層漆可保護(hù)反射鏡在25-30年運(yùn)行反射率衰減不超過3%。

圖:光熱反射鏡油漆層組成
三、面型精度
“面型精度是集熱效率的關(guān)鍵決策者。”吳香婷表示,平面鏡幾乎不涉及面型精度問題,而曲面鏡會對面型精度做要求,其核心關(guān)注點(diǎn)是曲面鏡的X軸焦點(diǎn)偏差和Y軸斜度偏差【詳見下圖】。

四、鏡面機(jī)械強(qiáng)度
曲面鏡采用的是鋼化玻璃,對抗機(jī)械載荷技能有很高的要求。根據(jù)國標(biāo)要求,鋼化玻璃碎片在50毫米×50毫米的區(qū)間內(nèi),碎片數(shù)量不能少于40片,邊緣部分如果有壓片的算是半片,且不能有貫穿的裂紋【詳見下圖】。

反射鏡規(guī)?;a(chǎn)與成本控制


圖:光熱反射鏡成本占比
從上圖可知,超白玻璃是反射鏡成本占比最大的部分,約占40-50%;其次是背漆,目前反射鏡背漆多選用進(jìn)口漆,約占制鏡成本20-25%;銀原料約占比12-18%,價(jià)格波動(dòng)較大,且呈上漲趨勢;運(yùn)費(fèi)在反射鏡成本中也占有相當(dāng)大比重,運(yùn)距越短,成本優(yōu)勢越大。
吳香婷表示,超白玻璃原片可以通過批量連續(xù)生產(chǎn)降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量;而背漆通過改良配方、國產(chǎn)化替代等手段,也具有較大的下降空間。
百川光熱反射鏡生產(chǎn)線介紹
曲面鏡產(chǎn)線:曲面鏡車間占地面積10000m2,年產(chǎn)能350萬m2。核心設(shè)備覆蓋美國Glasstech熱彎鋼化爐、德國Kloepper銀鏡生產(chǎn)線、瑞士Bystronic磨邊機(jī)及ABB機(jī)器人。

圖:百川光熱曲面鏡產(chǎn)線
平鏡線產(chǎn)線:可根據(jù)客戶要求定制1.8mm-6mm厚度內(nèi)的矩形及異形反射鏡產(chǎn)品,最大產(chǎn)品規(guī)格可達(dá)3660mm×2600mm,同時(shí)配備兩條高精度、全自動(dòng)、一體化粘貼線。產(chǎn)品通過德國DLR、西班牙PSA等多項(xiàng)國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證檢測,產(chǎn)品性能與技術(shù)參數(shù)均領(lǐng)先行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。核心團(tuán)隊(duì)平均15年以上反射鏡生產(chǎn)及管理經(jīng)驗(yàn),參與設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試了國內(nèi)首條槽式鏡線和產(chǎn)能最高的塔式鏡線。

圖:百川光熱平面鏡產(chǎn)線
