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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：今年3月份，美國能源部（DOE）宣布將撥款1.3億美元（約合人民幣8.7289億元）用以推進(jìn)創(chuàng)新型太陽能項(xiàng)目的初期研發(fā)。其中光熱發(fā)電領(lǐng)域撥款約3000萬美元，用以研究包括可顯著降低制造成本的新材料和技術(shù)，以及新的能源存儲(chǔ)技術(shù)，并開發(fā)可使太陽島實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)作的解決方案。旨在確保光熱發(fā)電可在任何時(shí)間或季節(jié)提供電力，并實(shí)現(xiàn)DOE制定的在2030年前光熱電站（儲(chǔ)熱時(shí)長≥12小時(shí)）發(fā)電成本降至5美分/kWh的目標(biāo)。

目前，DOE已公布了光熱領(lǐng)域確認(rèn)獲撥款支持的項(xiàng)目名單，分別是：

儲(chǔ)熱相關(guān)

亞利桑那州立大學(xué)（1）

項(xiàng)目名稱：適用于先進(jìn)熱力循環(huán)的低成本短期/長期熱化學(xué)和化學(xué)儲(chǔ)能

地點(diǎn)：亞利桑那州坦佩

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：330萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：80萬美元 

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目旨在將多個(gè)熱化學(xué)儲(chǔ)能組件集成到光熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使系統(tǒng)可以兼具短期與長期的儲(chǔ)能功能。這些組件將采用可以與超臨界二氧化碳熱力循環(huán)進(jìn)行集成的設(shè)計(jì)。該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，以改善光熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，并確保全年的能源可分配性。

密歇根州立大學(xué)

項(xiàng)目名稱：可實(shí)現(xiàn)長期儲(chǔ)能的固態(tài)太陽能熱化學(xué)燃料

地點(diǎn)：密西根州東蘭辛

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：200萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：50萬美元

項(xiàng)目摘要：密歇根州立大學(xué)及其合作伙伴將開發(fā)一種低成本，零排放的固態(tài)燃料，這種燃料可用以短期或長期儲(chǔ)能，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害。當(dāng)無需進(jìn)行太陽能儲(chǔ)存時(shí)，其可貯存于容器中。這種新型燃料在長期及大容量使用條件下頗具經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。

國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（1）

項(xiàng)目名稱：利用工業(yè)副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)高效，高溫，顯熱儲(chǔ)能的環(huán)境設(shè)計(jì)

地點(diǎn)：科羅拉多州戈?duì)柕?/p>

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：170萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：40萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目將設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)有效的結(jié)構(gòu)，用于使用復(fù)合混凝土的儲(chǔ)罐，以幫助實(shí)現(xiàn)15美元/千瓦時(shí)的儲(chǔ)熱成本。該團(tuán)隊(duì)還將通過開發(fā)一種新的復(fù)合陶瓷材料來提高儲(chǔ)罐內(nèi)部絕熱材料的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，這種復(fù)合陶瓷材料中的空心層是小且輕盈并填充有氣體的二氧化硅或氧化鋁空心球，可防止鹽滲入。

SUNVAPOR

項(xiàng)目名稱：應(yīng)用于太陽能工業(yè)蒸汽領(lǐng)域的低成本緩沖存儲(chǔ)罐

地點(diǎn)：加利福尼亞利佛摩

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：250萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：250萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目將展示如何使用通常用于存儲(chǔ)液化石油氣的巨大儲(chǔ)罐來積累和存儲(chǔ)太陽能產(chǎn)生的蒸汽，以及如何將該蒸汽用于制造過程。由于壓水堆的低成本以及在高于100℃的溫度下運(yùn)行的能力，該技術(shù)應(yīng)具有成本效益。此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將調(diào)整儲(chǔ)罐的尺寸，以實(shí)現(xiàn)低成本的太陽能熱能存儲(chǔ)，并且太陽能蒸汽將能夠用于各種工業(yè)應(yīng)用中。

材料與生產(chǎn)

BRAYTON ENERGY

項(xiàng)目名稱：高級(jí)二氧化碳換熱器中高強(qiáng)度鎳合金薄板的蠕變和疲勞特性

地點(diǎn)：新罕布什爾州漢普頓

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：70萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：20萬美元

項(xiàng)目摘要：Brayton Energy和Oak Ridge國家實(shí)驗(yàn)室將研究薄板鎳合金740H和282的蠕變行為（在機(jī)械應(yīng)力下變形的趨勢(shì)），以了解它們是否可以延長光熱電站中超臨界二氧化碳（CO2）換熱器的壽命。該研究將提供用于建造換熱器的金屬的結(jié)構(gòu)特征的有關(guān)信息，并確定換熱器組件的厚度。

CERAMIC TUBULAR PRODUCTS

項(xiàng)目名稱：適用于高于700℃的光熱發(fā)電液體通路的高溫碳化硅復(fù)合材料吸熱器組件

地點(diǎn)：弗吉尼亞州林奇堡

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：190萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：50萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將為集中式太陽能熱電廠（CSP）中的熔融氯鹽和液態(tài)鈉吸熱器開發(fā)碳化硅復(fù)合吸熱管。該管在高溫下具有優(yōu)于金屬合金的熱機(jī)械性能和耐腐蝕性。且壽命更長，從而提高了光熱發(fā)電系統(tǒng)的性能。

ECHOGEN POWER SYSTEMS

項(xiàng)目名稱：適用于基于二氧化碳的動(dòng)力循環(huán)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的高級(jí)壓縮機(jī)

地點(diǎn)：俄亥俄州阿克倫

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：440萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：110萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目將開發(fā)一種用于超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的大型，低成本，單軸壓縮機(jī)，以改善光熱發(fā)電系統(tǒng)的性能。常規(guī)壓縮機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)軸，但是機(jī)械效率較低且成本較高。該小組將在圣母大學(xué)的測(cè)試設(shè)施中建造和測(cè)試該壓縮機(jī)原型。

通用電氣公司，通用電氣公司研究中心GE Research

項(xiàng)目名稱：減少超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)資本成本的近終型熱等靜壓機(jī)制造方式

地點(diǎn)：紐約州尼斯卡尤納

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：250萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：60萬美元

項(xiàng)目摘要：GE Research將通過高溫?cái)D壓金屬粉末，為光熱電站制造先進(jìn)的超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)結(jié)構(gòu)。這一工藝預(yù)計(jì)可將相關(guān)部件制造成本減少一半以上，并將增強(qiáng)美國在先進(jìn)制造和高效發(fā)電方面的作用。

國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（2）

項(xiàng)目名稱：用于Gen3 CSP的高級(jí)制造部件，子組件及其焊接件的熱機(jī)械行為

地點(diǎn)：科羅拉多州戈?duì)柕?/p>

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：200萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：50萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目將制定策略，以防止在第三代聚光太陽能（Gen3 CSP）系統(tǒng)中與熔融氯化物接觸的管道和其他金屬表面發(fā)生腐蝕。該團(tuán)隊(duì)將探索換熱器等組件以及管道材料包層的先進(jìn)制造技術(shù)。該技術(shù)可延長光熱發(fā)電組件和設(shè)備的使用壽命。

橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室

項(xiàng)目名稱：用于CSP渦輪機(jī)械新型自潤滑高效刷式密封的垂直排列的碳納米管陣列

地點(diǎn)：田納西州橡樹嶺

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：140萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：40萬美元

項(xiàng)目摘要：在超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)中，金屬刷式密封可以防止渦輪機(jī)內(nèi)部能量泄漏，但是該項(xiàng)目將在靈活的基礎(chǔ)上開發(fā)新的可伸縮式密封刷，提高密封的效率和耐用性。該密封件將由垂直排列的碳納米管陣列制成，并使用化學(xué)氣相沉積工藝而無需催化劑。該項(xiàng)目旨在提高渦輪機(jī)效率，并將制造成本降低至少一半。

普渡大學(xué)

項(xiàng)目名稱：耐氧化，耐熱機(jī)械的陶瓷復(fù)合換熱器

地點(diǎn)：印第安那州西拉斐特

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：350萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：90萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將開發(fā)具有成本效益的陶瓷復(fù)合材料主換熱器，該換熱器具有超強(qiáng)的抵抗超臨界二氧化碳及熔鹽腐蝕的能力，并且不會(huì)在高達(dá)800℃的溫度下變形或破裂。這些換熱器較傳統(tǒng)換熱器使用壽命更長，并能提高光熱電站系統(tǒng)的運(yùn)行效率和使用壽命。

圣地亞哥國家實(shí)驗(yàn)室

項(xiàng)目名稱：高溫防凍防漏熔鹽閥

地點(diǎn)：新墨西哥州阿爾伯克基

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：200萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：50萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將開發(fā)一種堅(jiān)固的熔鹽閥，該閥門可減輕光熱發(fā)電系統(tǒng)中高達(dá)750℃工作溫況下的泄漏和凍結(jié)問題。該設(shè)計(jì)將使用適合于不同閥門類型的被動(dòng)和主動(dòng)熱管理策略。這將確保閥門能在高溫下長期運(yùn)行，確保系統(tǒng)使用壽命延長至30年，并減少因凍結(jié)和停機(jī)而造成的運(yùn)行和管理負(fù)擔(dān)。

光熱發(fā)電太陽島自動(dòng)化

亞利桑那州立大學(xué)（2）

項(xiàng)目名稱：用于自主檢測(cè)太陽島及吸熱器的偏振丈量成像系統(tǒng)

地點(diǎn)：亞利桑那州坦佩

美國能源部獎(jiǎng)勵(lì)金額：200萬美元

分擔(dān)費(fèi)用：50萬美元

項(xiàng)目摘要：該項(xiàng)目將開發(fā)使用偏振測(cè)量的成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測(cè)量光線如何對(duì)齊或偏振。與傳統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量相比，偏振的測(cè)量具有更高的靈敏度。成像系統(tǒng)將足夠小，可以連接到無人機(jī)，并可用以評(píng)估光熱發(fā)電集熱器系統(tǒng)的性能。其也可以安裝到塔式光熱電站的中央塔上。 自主成像可以檢測(cè)到鏡面的損壞和污染，并減少反射鏡對(duì)準(zhǔn)誤差，從而提高效率。

附英文原文鏈接：US Lists $30 Million in 2019 Concentrated Solar Power Research Awards