10月23—25日，由中国可再生能源学会主办的第二十届中国可再生能源大会于浙江绍兴隆重举办。大会设置太阳能热发电等多个专业分会场及青年论坛，配套开展论文口头报告、墙报交流，着力打造聚焦多能耦合、跨学科交叉、产学研用协同创新的高水平学术交流平台。本届大会共收到论文投稿816篇，经受理审核、资格核验与专家初评，679篇论文在各分会场完成口头或墙报交流；结合现场研讨情况综合评议，最终遴选出12%的优秀论文。在太阳能热发电方向，南京渥宁机电工程研究所有限公司所长、教授级高工秦佑镇，总经理、高级工程师秦虹竣提交的成果《高效二维跟踪熔盐型宽槽式太阳能热发电系统》获评大会优异墙报论文。
摘要：
目前国内太阳能热发电无论塔式太阳能、槽式太阳能、线性菲涅尔太阳能三种光热发电的聚光镜功率普遍不高，皆在0.12- 0.17kW/㎡范围之内。
而国内外对双轴跟踪即二维跟踪槽式太阳能进行的实验研究，聚光镜热功率可达0.6kW/㎡，电功率可达0.21-0.22kW/㎡。从而突破 0.2kW/㎡的记录。
由此研制550℃以上的高温熔盐二维跟踪槽式集热器是完全可行的！用于太阳能光热发电提供与燃煤电价持平甚至更低的目标也是完全能够实现的！
一、单轴跟踪跟踪槽式与双轴跟踪槽式太阳能的比较
1、单轴跟踪槽式集热器的聚焦效果
1）集热器东西向布置（图1），作南北向跟踪，只有中午时分才有最佳聚焦，余弦效率最高，其他时间逐步衰减。
2）集热器南北向布置（图2），作东西向跟踪，只有夏季时分才有最佳聚焦，余弦效率最高，其他时间逐步衰减。
2、二维跟踪竖向槽式抛物面集热器的聚焦效果（图3）
双轴跟踪无论春夏秋冬全年聚焦效果都在最佳的高位，“余弦效率”最高。
二、二维跟踪槽式集热器的优点
1、实现二维跟踪与聚焦，经向与纬向跟踪精度皆达±0.2°，“余弦效率”全年都在最佳的高位，比单轴跟踪槽式集热器光热效率提高30-50%。
2、鱼骨式排架结构的集热器“单元排阵” 如（图4）所示：
①使每个槽式反射镜都能得到 “经向跟踪”和 “纬向跟踪” 的二维自由度。
②双排反射镜均匀分布在主横梁上下两侧，具有良好的动平衡，使得运转数吨重反射镜能耗极低，＜1%发电量。
③单元排阵安装时两端有高差，斜度0.5°，系统一旦需要停机，所有集热管翻转至水平态（图5），可顺利清空集热器管道中的熔盐，防止管道堵塞。
3、反射镜具有环绕真空吸热管360°旋转的独特功能：
①高温聚焦线会缓慢移动使真空吸热管避免局部过烧。
②夜间或风沙、雪雹来袭时，能及时旋转使反射镜背向天空避险（图5），减少镜面磨损、积雪与污染，尤其在“沙戈荒”地区，能显著降低运维成本。
4、跟踪机构与电控装置简单、易操作，100%国产化价格低廉，适合各种规模的镜场。
5、 用钢量是同等规模槽式的80%，塔式的 60%左右，镜场面积和电站占地面积减少30-50%。
6、场区70%不影响种植或农牧业生产，大量节约耕地，并能改善“沙戈荒”的绿化环境 。
7、镜场上空不会形成可怕的高温 “光热烧烤区” ，对保护自然界中各种鸟类、尤其是大型珍稀鸟类十分有利，维护地球生态平衡。
8、改变全球只有塔式、槽式、线菲和碟式四种传统光热发电模式，闯出第五种更先进的中国独创的新模式，意义重大！
本项目的研究说明，只要技术路线正确，双轴跟踪槽式集热器的结构并不复杂，造价也不高，电控更为简单，性能可是最佳。这必将打破人们对“二维跟踪槽式过于复杂” 的固有认知，尽快发展和应用此项新技术，将会使太阳能热发电度电成本直降到0.35元/度的煤电水平，实现光热发电一步进入高效低成本稳定发展的阶段。
三、二维跟踪槽式现有研究水平
1、2017年 “竖向槽式抛物面同步跟踪太阳能热发电系统”获得发明专利（专利号：ZL 2013 1 0442889.4）
2、2018年研制成功“联动型二维跟踪竖向槽式太阳能”样机（图6、7、8），顺利实现双轴跟踪，4组抛物面反射镜分上下两排，每组面积2㎡，共计仅8㎡，但可加热导热油达到230℃，这样的结果对我们进一步研制大型双轴跟踪宽槽式熔盐型集热器产生550℃以上的高温熔盐，用于建设高效低成本的太阳能热发电系统提供了充足的信心！
四、二维跟踪熔盐型宽槽式太阳能集热器的结构和性能
把槽式反射镜加宽到4m，高度5m，投影面积20 ㎡聚焦比变成1:40，吸热器功率为0.21kW/㎡,每一套“单元排阵”预计由3组“单元阵”组成，包含30面反射镜，合计面积600㎡，产生热功率126kW, 使300℃熔盐通过“单元排阵”一次就可以被加热到550℃甚至更高，熔盐流速1m/s左右。
二维跟踪熔盐型宽槽式集热系统中的关键研制部件主要有：1、不锈钢玻璃复合真空吸热管、U型不锈钢熔盐管、导热翅片。2、超薄钢化玻璃反射镜。3、竖向宽槽式集热器底座（图9）。4、专用陶瓷转向阀（图10）5、大型方钢管主横梁、大型钢支架、专用刹车鼓。6、机械传动及电控系统等。
五、投资估算与经济和社会效益
1、投资估算：
以建设100MW二维跟踪槽式发电+10小时熔盐储能为例：
经过汽轮机朗肯循环等、集热器电功率仍然可以达到0.21-0.22kW/㎡，反射镜总面积60万㎡，产出电力126MW。镜场占地面积才2.5k㎡,全站总占地面积2.7 k㎡。
合计总投资17.9亿元， 初步计算每千瓦投资1.42万元，这与以往太阳能热发电动咂每千瓦投资1.6--1.8万元相比节省了大量资金。
2、经济和社会效益：
若一年中可发电共计3420小时，年发电量为：4.31亿kWh,设电价为0.35元/度，年产值为1.5亿元。投资回收期为12年。如果电价为0.5元/度，年产值为2.155亿元，则投资回收期为8.3年，电站使用寿命25年以上。
推广前景：
若将国家“十五五” 新增光热发电装机的30%即3200MW，采用二维跟踪槽式太阳能进行建设，那么将为国家节约投资80-100亿元，节约钢材20-40万吨，节约土地资源32-64平方公里！并提前实现度电成本0.35元/度的理想目标！