美国第三代CSP应用大型商业化的技术探索方向,打破熔盐工艺效率限制

时间:2019-07-12 16:14来源:太阳能光热联盟
  聚光太阳能技术(CSP)大部分采用熔盐收集、储存热能,而目前熔融盐的温度限制为565°C。为了实现CSP的广泛部署,美国能源部企图将热电厂中被转化并准备被输送到电网中的热能温度提高到720°C,以此来提高电厂发电效率和降低成本。目前的进展是发现具有开发商业前景的热传输系统改进的三种途径:
  每一种途径都有热能储存和一组镜子,这些镜子把阳光集中到接收器上,然后加热液体、气体或固体颗粒,这些颗粒可以用来加热涡轮的工作流体并发电。
  1、气体
  超临界二氧化碳是一种密度大、类似气体的液体,可以循环产生热量,然后转移到另一种介质进行蓄热。技术重难点是提高接收器的效率和集成一个间接蓄热系统。
  2、液态
  熔融盐既可作为传热介质,又可作为储热介质。它在塔内循环,收集太阳热能,可以被很容易地储存在大型储罐中。研究的重难点是创造热交换器、泵、阀门和储罐设计,这些设计能够在高温下抗腐蚀,并能在400到750°C的熔融盐环境中高效运行。
  3、固体颗粒
  下落的陶瓷颗粒被集中的阳光加热,储存热量,用于发电,然后循环回到塔顶。研究的重难点是减少热损失和表征颗粒的流动和传热,以优化操作和提高效率。
  CSP技术相关资金项目
  为推进和降低CSP技术成本,美国采取了设立相关资金项目的措施包括:
  1、第3代聚光太阳能发电系统项目——通过提高高温组件和开发集成的组装设计,降低下一代CSP技术的风险,使集成组件具有可达到高温运行温度(>700℃)的热能存储。分设三个团队,专门负责对气体、液体和固体颗粒热传输系统的设计。
  2、提供低LCOE机会的高级项目——项目解决CSP工厂的每个技术系统中的挑战,包括太阳能收集器、接收器和传热流体、热能存储、电力循环,以及运营和维护。【作者:刘林(能源与低碳中心)】

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