超臨界二氧化碳技術有效提高光熱發電系統效率
來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 14669查看 | 2012-07-14 14:09:00
CSPPLAZA光熱發電網訊： 美國能源部針對SunShot計劃中的太陽能光熱發電的規劃是到2020年使光熱發電的成本降至6美分每千瓦時，這無疑需要技術上的巨大進步。美國CSP聯盟創始人Tex Wilkins說道，從技術上來降低成本是必須要進行的。CSP行業正在不斷的進行創新，能源部的規劃目標如果想要實現，CSP技術上必將出現巨大突破。
圖：槽式超臨界二氧化碳光熱發電示意圖
超臨界二氧化碳作為工質的太陽能熱發電系統的出現或將大幅拉低光熱發電的成本。超臨界二氧化碳優良的傳熱和流動性能具有提高發電效率的巨大潛力。而此項研究也被列入美國能源部的支持范圍之中。美國能源部針對SunShot計劃中的太陽能光熱發電的總額度達5600萬美元的科研支持計劃中，共有21個項目受益其中。國家可再生能源實驗室NREL獲得的800萬美元資助是用來示范一個采用超臨界二氧化碳作為工作介質的多元的兆瓦級發電循環。
NREL光熱發電項目領導者Craig Turchi表示，經過我們此前的一系列研究，我們認為超臨界二氧化碳作為工質的光熱發電系統在高達600到700攝氏度的溫度范圍內運行都可以有良好表現。超臨界二氧化碳發電可以在500攝氏度以上，20兆帕的大氣壓下實現高效率的熱能利用，大約可以達到45%，這將有效提高電力產能。美國能源部之所以支持此項研發，也是看到了此項技術在提高發電效率和降低成本方面的巨大潛力。
超臨界二氧化碳發電系統的體積更小、重量更輕、熱損更小。其應用于太陽能光熱發電系統可實現效率的顯著提升。系統僅需要較低的熱量即可啟動發電機、其應對負荷變化調整迅速、支持快速啟停，這些優點是普通發電系統所無法比擬的。SolarReserve首席技術官Bill Gould表示，此種技術對光熱發電站啟動過慢的缺陷是一種有益的改善。
NREL預期將通過兩個階段完成相關測試。首先，建立一個布雷頓循環，與熔融鹽為傳熱介質的光熱電站耦合；然后，超臨界二氧化碳將被用作傳熱和工作介質，類同于一個直接的蒸汽發生系統。此項試驗將會在一個10MW的光熱電站上進行測試，總耗費預計達1600萬美元，美國能源部提供其中800萬美元支持。
用二氧化碳這種常見的氣體作為光熱發電循環工質的想法已被理論驗證是可行的。和常規蒸汽發電相比，此種系統具有明顯高的轉換效率，同時還可以節約大量水資源，這在陽光資源好但水資源緊缺的地區是十分有益的。但該項研究目前還在試驗當中，有諸多技術難點有待突破。
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