自20世纪80年代美国加州建成第一批商业化槽式光热电站至今已有30余年，可商业化的槽式光热发电技术依然以“钢结构+玻璃反射镜”组成的以EuroTrough为代表的集热器为集热主体。事实上，为提升槽式光热电站的经济性，光热行业一直以来在尝试改变这种传统的较为笨重的集热器设计，来自奥地利的HELIOVISAG就是这样一家公司，其另辟蹊径，以某种特制的塑料薄膜为原材料，研发出了全新的充气型、轻量化集热器HELIOtube。
HELIOVIS成立于2009年，由瑞士的实验及量子物理学家Felix Tiefenbacher和发明家Johannes Höfler联合创立，公司总部设在奥地利成立至今的七年来，其核心团队成员从2人发展至25人，主要致力于提供低成本高效率的创新型太阳能光热解决方案。目前主要活跃在中东、北非、欧洲、美国、澳大利亚等光热市场。着眼于中国光热市场的潜力，HELIOVIS也于今年开始积极拓展国内光热发电市场。
HELIOtube的独特优势
“事实上，HELIOtube与传统槽式集热器运用的原理是一样的。只不过彻底改变了原有的原材料，我们是将可回收的塑料薄膜作为原材料，这一改变恰好成了大幅降低集热成本的关键。换言之，从原材料这一源头进行改变，自然而然地影响了后续的生产、安装方式，从而降低了生产、物流、安装、运营、回收等环节的成本，这使得这一产品极具市场竞争优势，比如，HELIOtube相对较低的成本便于适应不同规模电站的要求;物流的便捷性则有利于在全球范围内选择适宜的生产场地。”HELIOVIS中国区经理范能先生在接受CSPPLAZA记者采访时表示。
充气型HELIOtube呈圆柱状，中心的镜面薄膜将柱体分为一上一下两个密闭空间，利用上下之间细微的气压差使镜面薄膜以适宜弧度向下拱起。从而将射向镜面的太阳光线反射至柱体顶部的带反射镜的集热管装置。(见图1)
图1：传统槽式集热器与HELIOtube工作原理
范能进一步解释道，“HELIOVIS集热装置采用充气型薄膜，与传统的“钢结构+玻璃反射镜”完全不同，其多方面的优势使得HELIOtube装置比目前市场上最先进的传统槽式集热器降低了约55%的成本，并能有效减少在设备生产过程中产生的二氧化碳排放;该产品采用卷装方式，替代了传统的复杂装配线，简化了生产方式;每一条HELIOtube的标准长度为220米，可直接用标准的40英尺海运集装箱装运，物流上更为便利;到达目的地后，对集热器进行充气安装即可，避免了传统装置复杂且耗时的安装程序。另外在运营方面，HELIOVIS装置为全封闭式的管状设计，最大程度上降低了内部薄膜反射镜可能受到的沙尘侵袭;在清洁方式上，采用压缩空气进行清洁，可减少80%的淡水消耗。”
HELIOtube的核心：薄膜材料
塑料薄膜可以应用在专业度和复杂度如此高的光热电站上?听起来有点天方夜谭。在我国西北辐照资源丰富的地区，风沙天气频发，自然环境恶劣，这种塑料薄膜制品能够适应如此严苛的自然环境吗?
“在我们和国内公司进行合作洽谈时，他们也提出了这个问题，”范能说，“首先，我们用的塑料薄膜并不是普通的材料，其中一种透光薄膜它与2008年北京奥运会国家游泳中心水立方等场馆中采用的膜材料相似。”
[pagebreak]据CSPPLAZA记者了解，北京水立方使用的薄膜材料主要为ETFE(ethylene-tetra-fluoro-ethylene)，中文全称为乙烯-四氟乙烯共聚物，俗称F-40，是最强韧的一种氟塑料，它在保持了聚四氟乙烯良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，在耐辐射和机械性能方面有很大程度的改善。这种ETFE膜的耐热度为-300~300°C，使用寿命至少为25-35年，而且几乎不需日常保养，一年检查一次即可。ETFE膜为完全可再循环利用材料，可再次利用生产新的膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品。根据膜所在位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。其韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200℃，并且不会自燃。
图2：HELIOtube技术与光伏相结合的混合太阳能电站
“考虑到风沙等恶劣气候环境，HELIOtube首先在外形设计上具备了良好的空气动力性。另外，集热场系统还设有防风栅栏，除了集热场周围，在每两条HELIOtube之间也设有一排防风栅栏，每条HELIOtube均设有加强环来抵御强风。同时，在公司设计的光热混合项目中(见图2)，HELIOtube组建的集热器回路之间用来安装带跟踪器的光伏电池板，这样的设计不仅提高了太阳能资源的利用率，也利用了这些光伏面板组成了特有的自适应防风系统。”范能说道。
首个商业化项目即将落成
为推广该项创新技术，HELIOVIS已分别于2013年和2014年在西班牙和奥地利建设了两个长度分别为80米和60米的示范系统。
目前公司正在为一家西班牙农产品企业建设一套9米宽220米长的太阳能光热装置，装机规模约1MWth，该项目预计将于2016年年底前完成。该项目在2000家公司中脱颖而出，得到了欧盟科研框架计划：地平线2020的经费支持。
“这个项目对我们意义非凡，不仅因为它是我们公司的首次商业化尝试，还因为这个项目的成果将直接影响人们对这种创新性技术的认可与否，这关乎我们的市场布局，也是我们能否打开中国市场的关键。”
两大应用方面：工业热利用和发电
在光热发电领域，HELIOtube集热器凭借其自身的高扩展性，模块化及运输便捷等特性从传统集热系统中脱颖而出。HELIOVIS的目标市场主要分为两大块，一是为各类工业客户建设小规模(2MWth~50MWth)的供热系统，二是负责大规模的(20MWelto≥200MWel)光热电站的建设。
HELIOVIS还将在中东建设第一套15MW商用混合型太阳能光热发电系统，储热时长为8小时。目前该项目的前期筹备工作已经完成，待西班牙1MWth项目竣工，即可动工。
“中国是一个极具潜力的市场，我们希望找到合适的商业伙伴将HELIOVIS的先进技术引入国内。比如有项目建设经验的知名企业、EPC总承包商等。根据我们对国内市场有关数据的推算，国内的电价即使低于1.1元/kWh，对我们而言也是完全没问题的。一旦我们在中国光热市场的装机量形成规模，我们的技术还会有很大的降低成本的空间，”范能补充说，“几天前，国内示范项目的电价终于发布，而且还定在了1.15元/kWh，这将是我们进入中国市场的一个绝佳的契机。”
