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这5个研发方向的重大突破有望使光热发电行业真正爆发?

导读: 位于美国莫哈韦沙漠、装机110MW的新月沙丘熔盐塔式光热电站可以说是全球范围内将创新型光热发电技术推向商业化的一个典型案例,该项目是世界上第一家使用先进的熔盐塔式光热发电技术的公用事业规模级光热发电项目。

位于美国莫哈韦沙漠、装机110MW的新月沙丘熔盐塔式光热电站可以说是全球范围内将创新型光热发电技术推向商业化的一个典型案例,该项目是世界上第一家使用先进的熔盐塔式光热发电技术的公用事业规模级光热发电项目。

为了推进熔盐作为传储热介质的创新型光热发电技术的研究和商业化,早在20世纪90年代,美国能源部(DOE)就开始推动开发新月沙丘电站,而且在美国致力于推进太阳能技术创新而实施的SunShot计划的支持下,该项目还获得了美国能源部7.37亿美元的贷款担保。

近年来,除了熔盐塔式光热发电技术,SunShot计划一直还在持续推动光热行业发展,目前获其支持的下列五种创新型光热发电技术未来有望显著提高光热发电效率。

一、超临界热力循环

最新研究发现,采用超临界二氧化碳布雷顿动力循环技术可以有效提高光热发电效率。使用密度更大的CO2来取代传统蒸汽,可减少驱动发电机发电所需的能量并显著提高热-电能转换速度,从而提高光热电站的发电效率。

目前SunShot正在进行几个项目,以改良动力循环,提高发电效率。美国西南研究院(SwRI)正在与通用电气公司合作两个项目,用以对新的涡轮机械设计进行测试。两个项目分别开发了超临界二氧化碳循环式膨胀机和适合超临界二氧化碳技术的可将二氧化碳介质加压并增温的压缩机。此外,SwRI也在与韩华泰科(Hanwha Techwin)合作,致力于降低制造成本并提高压缩机-膨胀机设计的效率,使光热发电技术更具商业可行性。

二、耐高温混合熔盐储热介质

目前全球很多光热电站均选择熔盐作为吸热储热介质,而所选的熔盐耐高温性越强,可储存的热量越多,发电成本也会越低。然而,当熔盐达到一定高温时,就会具有腐蚀性并损坏光热电站的设备。

亚利桑那大学的研究人员正在努力开发一种混合熔盐产品,可使其能在800°C以上的高温工况下运行且对储罐的腐蚀程度非常低。此外,萨凡纳河国家实验室也通过加入镁和锆成功摸索出了可靠的减缓腐蚀措施,从而可延长光热电站运行寿命。这些研究都将进一步巩固与扩大熔盐作为传储热介质的应用。

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