美研發高能量密度儲熱系統以提高塔式光熱電站效率
發布者：本網記者Crystal | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 5067查看 | 2015-12-28 11:47:00
CSPPLAZA光熱發電網訊：在得到美國能源部最近一次的資金支持后，美國南方研究院計劃到2017年10月利用其高溫儲熱技術建成一座裝機1MWth的新型儲熱示范項目。
據悉，上述由阿拉巴馬州研究人員負責開發的研發項目只是美國能源部在今年9月份實施SunShot計劃撥款3200萬美元支持的14個研究項目之一。SunShot計劃希望通過支持該項目來找到解決光熱電站子系統瓶頸的辦法，進一步降低發電成本。
圖：美國SunShot計劃制定的光熱發電成本下降目標
SolarReserve公司收到200萬美元的撥款支持來研發基于超臨界二氧化碳循環的儲熱系統，精制和定制的加強型氧化鈣在平行板換熱器中可進行可逆的碳化反應。
負責該項目的SolarReserve公司首席研究員Santosh Gangwal表示，該系統可應用于塔式光熱發電項目，相比目前的技術儲熱能量密度可以有明顯提高。
Gangwal說：“我們的研發項目基于一種非常干凈且簡單的反應原理，沒有復雜的副反應。本項目的關鍵就在于反應物結構的完整性，除了氧化鈣，還有其它一些添加成分，共同保證反應物整體架構的完整和穩定性。”
據Gangwal介紹，因為該系統的能量密度很高，所以相比熔鹽系統體積會小得多，同樣的儲熱容量體積只有熔鹽儲熱系統六分之一大小。
目前光熱電站所使用的汽輪機和常規熱發電站一樣，是一項相對比較成熟的技術，但因為系統運行溫度一般在480℃以內，所以系統效率會因此受到限制。而SolarReserve公司的新型儲熱系統已經完成了實驗室認證，系統運行溫度可達750℃左右。
據Gangwal介紹，通過使用超臨界二氧化碳循環，系統熱電轉換效率可以提高到50%左右，相比常規蒸汽循環的效率可提高10%左右。
據悉，SolarReserve公司所研發的儲熱系統所使用的吸附劑材料來源于一種低成本的原料，該公司研究人員相信，他們的儲熱系統可以儲熱成本降低到13美元-15 /KWth，完全可以滿足美國能源部SunShot規劃的到2020儲熱成本下至15美元/KWth的目標。
多方研究高溫熱處理系統
目前，在SunShot計劃的支持下，幾乎所有參與美國光熱發電項目的光熱企業都在開發與高溫系統相關的各種組成元素。
圖：與高溫儲熱系統相關的美國研發項目統計
例如，西班牙Abengoa正在投資研發和優化可滿足高溫傳熱介質使用的集熱器，而SolarReserve也在投資開發運行溫度可達750℃的陶瓷集熱器。
SolarReserve項目聯合首席研究員Tim Hansen表示：“現在關于超臨界二氧化碳運行系統的各個組成元素都有企業在研究，只是研究階段不同罷了，但最終都將走向示范。我們的存儲組件其中一個組成元素，熱交換器是一項，成套電站設備也是一項，但關鍵是這些不同的組成元素的研發工作如何進入下一個階段，如何將它們集成到未來的電廠。”
此外，這些研究項目的開展也將為一系列相關企業提供成長機會，包括吸附劑制造商，傳儲熱設備制造商，熱交換器供應商和高壓泵供應商。
努力實現商業化
到2016年10月, SolarReserve將擴大其示范項目規模，需要與實驗室系統一樣的吸附劑材料一噸以上。
SolarReserve能源和環境副總裁Bill Grieco 表示：“我們正在與吸附劑制造商和提供商一起交流，希望能夠擴大符合我們需要的專屬吸附劑的產量。技術和商業化發展的一個重要部分是要能夠驅動制造商和供應商開發基礎設施，以滿足相關部件和材料的生產和供應。”
據悉，SolarReserve計劃到2017年10月建設完成一座1MWth的存儲系統,同時裝機10-50MW的商業化演示項目的建設計劃也在合作談判中。
經SolarReserve方面介紹，針對其儲熱系統的商業化部署計劃安排到了2021年，Abengoa、SolarReserve和Masdar等塔式光熱電站開發商都是該技術商業化推廣的合作候選人，有望通過技術參與或授權許可等形式達成合作。
Abengoa美國公司總經理Fred Redell表示：“按照精心策劃的示范計劃,該技術有望很快實現商業化。如果這項新技術成功的話,不僅比目前儲熱系統更便宜，而且還可以把更高效的超臨界二氧化碳循環應用到光熱系統,從而可以進一步削減光熱發電的成本。”
來自SolarReserve的Grieco表示,研究小組將會仔細考慮并選擇出該技術走向商業化的最佳路徑。他說：“未來幾年我們的主要任務是確定該技術該如何更好地實現商業化，同時美國政府提供的強有力的資金也是對我們的極大支持。”
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最新評論
1人參與
zjchuaran
在我們爭相引進塔式直接蒸汽和熔鹽發電技術的時候，美國已經有幾家企業就上述最新研究成果分別在我國申請了若干項專利，其中包括太陽能塔式和槽式熱循環系統、超臨界二氧化碳布雷頓發電、流化床改進鍋爐等。
2015-12-29 10:46:32
0
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