目前，在光熱發電領域，無論是承擔追蹤陽光的核心裝備，即跟蹤系統，還是對自動化精度要求較高的各種輔助裝備的執行機構，都需要高可靠性和安全性的傳感技術解決方案。例如，光熱電站中常用的傳感器包括傾角傳感器、接近開關等傳感器產品。

我國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站，資料圖

我國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站

2018年12月27日，在甘肅省敦煌市，我國建成首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站，成為戈壁灘一大景觀。該熔鹽光熱電站總投資30億元，在占地7.8平方公里的場區內，逾1.2萬面定日鏡以同心圓狀圍繞260米高的吸熱塔，通過聚光吸熱、儲能換熱等環節將太陽光轉化成電能，為千家萬戶送去清潔能源。

據悉，這是全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、可24小時連續發電的100兆瓦級熔鹽塔式光熱電站。該光熱電站由我國自主研發，擁有完全自主知識產權，標志著中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。據了解，該電站年發電量將達3.9億度，每年可減排二氧化碳35萬噸，釋放相當于1萬畝森林的環保效益，同時可創造經濟效益3至4億元。

安裝有太陽能跟蹤系統的太陽能板，資料圖

光熱電站追日系統中的傳感器技術

在光熱電站設備中，安裝有太陽能跟蹤系統的太陽能板，能自動追蹤太陽的方位。這樣一來，便可根據一年的光照時間長短和晝長的變化，獲取最大的能量。

其中，傾角傳感器、接近開關等，便可作為光熱電站中鏡場電控系統（即追日系統）的一部分，用于太陽追蹤系統中反射鏡的位置檢測，并反饋被測部件的實際位置，之后，將信號反饋給控制器，控制器通過程序算法來調節反射鏡的位置，從而實現反射鏡的角度調節，幫助最大限度地反射太陽光。可以說，傳感器的定位，是程序追蹤的基礎和前提。

塔式太陽能熱發電系統原理圖，資料圖

光熱電站的傳感器設備選擇要點

在各類太陽能應用中，各類關鍵元件的要求無外乎性能卓越、長久耐用和穩定可靠這三點。尤其光熱電站通常建造在沙漠、戈壁等區域，因此，傳感器要經受住惡劣使用環境的考驗。這時，要想選擇穩定、可靠的傳感器，可以從以下三點來考慮：

首先，為最大限度地反射太陽的熱能，需要對每一個反射鏡進行精準定位，這就要求選擇高精度的傳感器；其次，還需要傳感器具備高低溫性能，耐受極限高低溫的能力，及在大溫差使用環境下的穩定性和可靠性；最后，還需重點考慮傳感器的溫漂特性，這是因為極端天氣下溫度變化很大，傳感器測量的角度輸出的數值，會有一定程度的漂移，溫度變化幅度越大，漂移也會越大。

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系統運行溫度是削減光熱發電成本的關鍵因素，目前，商用光熱發電系統的最高運行溫度為565℃，有待進一步提高。為此，包括阿貢國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室等在內的多家美國科研機構及院校，現正在開展將氯鹽作為光熱電站新型工作介質的相關研究。這種氯鹽的最高運行溫度達750℃。

借助新型傳感器 美國開發用于光熱電站的新型氯鹽介質

阿貢國家實驗室負責為高溫光熱發電原型設計傳感器。資料圖

為有效避免高溫氯鹽的腐蝕問題，阿貢國家實驗室研發團隊聯合橡樹嶺國家實驗室、弗吉尼亞理工大學以及猶他州立大學正著手設計一種高溫光熱發電原型，以驗證氯鹽的性能。

阿貢國家實驗室將負責為該原型設計了專門的傳感器，用于檢測管道內鹽的電化學反應，評估其運行狀況并檢測可能出現的問題。例如，當鹽接觸到水時會產生鹽酸，并會腐蝕光熱發電系統中的金屬管道。這種腐蝕將導致鐵，鉻以及其它結構金屬離子混入鹽中，縮減整個系統的壽命。一旦傳感器檢測出雜質，光熱發電系統就會自動打開一個單獨的電解系統，該電解系統會將鎂加入鹽中以消除腐蝕性元素。

據了解，該項研究隸屬于美國能源部Gen3CSP（第三代高溫聚光太陽能發電）項目的一部分，并得到了美國能源部太陽能技術辦公室（SETO）的資金支持。