亚洲AV无码专区国产不乱码,欧美zoozzooz性欧美,手机在线观看你懂的

其它

熱化學儲熱實現15$/kWhth的儲熱投資成本？

發布者：本網記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 14279查看 | 2014-06-22 18:35:00

　　光熱發電的最大優勢毫無疑問是其可通過廉價的儲熱系統實現持續穩定發電，尋求最具成本經濟效益的可行的儲熱技術方案是削減光熱發電成本的關鍵。這其中最有潛力和前景的技術是熱化學儲熱技術。

　　CSPPLAZA光熱發電網報道：儲熱的方法按照原理可以分為顯熱儲熱、潛熱儲熱和熱化學反應儲熱三類。現在主流的太陽能熱發電儲熱裝置是雙罐融鹽儲熱系統，屬于顯熱儲熱，存在著蓄熱密度低、成本高、低溫凝固、高溫分解和腐蝕等問題。很多研究人員在開發高溫混凝土顯熱蓄熱技術，但混凝土的蓄熱密度過低，影響了其大規模商業應用。潛熱蓄熱的蓄熱密度大，但存在著導熱系數低等問題。熱化學反應蓄熱具有更大的能量儲存密度，而且不需要保溫，可以在常溫下無損失地長期儲存熱能。

　　有潛力削減光熱發電的儲熱成本的方案有兩種，分別是：采用一種新型的儲熱材料，或采用一種新的工藝流程。

　　在今年6月份公布的一項價值1000萬美元的資金支持計劃中，美國能源部SunShot計劃正在支持儲熱技術向上述兩個方向進行研發。研究者們獲得SunShot的支持以嘗試研發新型的儲熱材料，并開發一種新的工藝來儲存這些材料，即以實際的化學鍵方式。

　　科羅拉多礦業大學和Sandia國家實驗室已經獲得了SunShot計劃的支持。他們采用熱化學儲存的方式，利用砂石顆粒類的鈣鈦礦（指一類具有特定結構的氧化物陶瓷）作為儲熱材料；佛羅里達州立大學和南方研究所則正在研究采用碳酸鹽化學儲熱材料；加州大學洛杉磯分校正在研究氨化學儲熱技術，西北太平洋國家實驗室則采用金屬氫化物儲熱技術。

　　與當前領先的采用熔鹽儲熱的光熱發電儲熱技術不同，熱化學儲熱技術通過類似于化學實驗室里的本生燈那樣的熱化學反應進行。該輪SunShot資金支持被稱為新型工程性熱化學儲熱技術的高效利用均衡機制(ELEMENTS)。

更高的能量密度

　　Pitchuman表示，“我們之所以聚集熱化學儲熱技術，是因為這種通過熱化學反應以化學鍵的方式存儲太陽能的技術擁有更高的能量密度。相對其它儲熱方式，這種技術可以在更小的存儲空間內實現相同的儲熱量，從而降低投資成本。”

　　SunShot計劃的目標是降低光熱儲熱系統建設的投資成本降至15美元/kWhth以下，這將幫助光熱發電的LCOE在2020年實現6美分/kWh以內的宏偉目標。

　　僅僅在最近的三年內，光熱發電的LCOE成本已經被削減至13美分/kWh，這使我們在邁向最終的6美分/kWh的終極目標的道路上實現了很大的跨越，比三年之前的27美分/kWh的成本已經降低了一半。這是目前在無補貼的情況下可以實現的成本數據。

　　在無補貼的情景下進行對比，大規模光伏發電的LCOE目前大約為11美分/kWh，而光熱發電帶儲熱的LCOE已經可以達到13美分/kWh的水平。

金屬氫化物

　　其中一個受SunShot計劃資助的單位，即西北太平洋國家實驗室（PNNL）獲得了2906415美元資助。其技術方案是把高溫和低溫的金屬氫化物組合在一起，形成低壓力儲熱。

　　金屬氫化物在釋放熱量后不會結晶，這與熔鹽不同，其不需要吸收能量來保持某種流動狀態。同時其可以實現更長的壽命周期，PNNL期待其可以滿足30年的壽命目標。

　　高級研究科學家EwaRonnebro解釋了PNNL為何選擇金屬氫化物作為熱化學儲熱技術的研發方向來實現SunShot的目標。他說，“金屬氫化物在工作狀態時擁有比熔鹽高八倍的能量密度，因此在儲存同樣的能量時，我們的系統在體積方面可以縮小至八分之一。”

　　“我們采用低成本的金屬，輔以一種簡單的緊湊的工程化的系統設計。我們基于一種高焓值的可逆的化學反應實現這種熱化學儲熱技術，可以實現接近100%的儲熱效率。”

　　他的團隊采用的技術基于一種雙金屬氫化物床的設計，這種金屬氫化物吸熱后可達到的運行溫度高達675攝氏度，金屬氫化物可以保持在環境室溫下，在有太陽的白天用于吸收熱量，在需要時釋放熱量以發電。

　　這兩種金屬氫化物粉末將被存儲入不銹鋼罐中，兩個罐子相互連接，以實現在環境溫度下的互相流通。

　　“金屬氫化物運行在675攝氏度的較高溫度范圍，基于可逆的熱化學反應，這種技術比熔鹽的500~550攝氏度的運行溫度更高，因此我們可以獲得99%的放能效率”。

早期的成功

　　SunShot計劃支持那些處于早期研發階段的項目團隊，他們可以據此扶持對技術進行示范，高溫金屬氫化物儲熱技術可以滿足光熱儲熱技術的開發目標。

　　“SunShot的ELEMENTS項目于今年的6月1日啟動，一年之后，我們將可以看到這種金屬氫化物儲熱技術被應用于一個3kWh的示范系統內，用于驗證該技術。”Ronnebro表示。

　　如果這個實驗取得成功，他們將與高級冶金粉末制造商ADMA、Butler Sun解決方案公司和前Sandia太陽能熱化學研究人員Diver Solar的Richard Diver合作在下一步建設一個大型的30kW示范系統。

　　未來，他們還將合作嘗試建設更大規模的，重達1000kg的低成本的、長壽命周期的金屬氫化物儲熱系統，可實現240kWh的熱量存儲能力，放熱效率達到99%。

　　Ronnebro期待她的團隊能夠幫助實現SunShot計劃15美元/kWhth的儲熱成本目標，以幫助光熱發電實現6美分/kWh的均化成本。

　　當然，Ronnebro的團隊僅僅是致力于熱化學創新儲熱技術研究的其中之一。

　　我們是十分樂觀的，Pitchumani確信SunShot的目標是可以實現的。“我們持續向光熱發電投入研發力量，這將確保我們最終實現既定目標”。

評論