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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：按照計劃，由歐盟“Horizon 2020”研究及創(chuàng)新計劃支持的“Next-CSP”（下一代太陽能熱發(fā)電）項目即將于2020年9月31日結(jié)題。該項目共為期48個月，旨在開發(fā)出基于高溫顆粒作為傳熱流體和儲熱介質(zhì)的新技術(shù)，從而提高聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的性能和可靠性。

來自法國國家科學研究中心（CNRS）的項目協(xié)調(diào)員Gilles Flamant表示，我們目前已經(jīng)成功證明固體顆?？梢蕴娲后w介質(zhì)用于光熱發(fā)電系統(tǒng)來進行太陽熱能的收集和儲存，并且具有更好的成本效益。相關(guān)條件具備之后，我們預計采用固體流態(tài)化顆粒作為傳儲熱介質(zhì)的光熱發(fā)電系統(tǒng)的理論發(fā)電效率將比目前最先進的熔鹽塔式光熱電站高出約20%，同時該設(shè)計還可以將發(fā)電成本降低約25%，并顯著降低存儲介質(zhì)的成本。

目前最先進的集中太陽能熱發(fā)電站一般使用中央接收器，在傳熱和存儲介質(zhì)方面有多種選擇，但每一種介質(zhì)都有特定的限制條件和應用特點。拿目前常被用于傳儲熱介質(zhì)的熔鹽來說，它的化學穩(wěn)定性使其工作上限溫度一般在565℃左右，進而也將系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)換效率限制在42%左右。

而NEXT-CSP項目的核心就是要采用創(chuàng)新型的流態(tài)化的耐火顆粒來作為傳儲熱介質(zhì)，以將系統(tǒng)工作溫度提升到750℃甚至更高，進而顯著提升光熱發(fā)電系統(tǒng)的效率。

據(jù)了解，NEXT-CSP項目最終選擇用橄欖石——一種天然的鎂硅酸鹽（地球上最常見的礦物之一）來制造傳熱固體顆粒。雖然原料獲取并不難，但要充分利用好這種顆粒需要在技術(shù)方面進行一些重大創(chuàng)新，比如要開發(fā)出匹配的太陽能吸熱器技術(shù)以及由多達1300多根鋼管組成的新型高溫換熱器（壓縮空氣將在管子內(nèi)流動以實現(xiàn)換熱），此外還要實現(xiàn)更加先進的聯(lián)合循環(huán)。在此基礎(chǔ)上，NEXT-CSP技術(shù)再將太陽能吸熱器、蓄熱罐、熱交換器、燃氣輪機和冷料罐集成在塔式聚光發(fā)電系統(tǒng)中。

圖：試驗系統(tǒng)

據(jù)Gilles Flamant介紹，冷料罐中的低溫固體顆粒在吸熱塔頂?shù)亩喙芪鼰崞髦斜环瓷涞奶柟饧訜嶂筮M入蓄熱罐并將熱量儲存起來，等需要熱量的時候，在高溫換熱器中固體顆?？梢詫崃總鬟f給壓縮空氣，高溫壓縮空氣進而可以為渦輪機提供動力。為了克服塔頂空間有限和重量限制等相關(guān)挑戰(zhàn)，所有組件均在法國Thémis 5MW塔式試驗平臺上進行了安裝和驗證。

圖：法國Thémis塔式試驗平臺

對于未來裝機規(guī)模或可達到150MW的商業(yè)化規(guī)模的項目，科學家們則提出了多塔的概念，旨在將光熱發(fā)電系統(tǒng)的整體循環(huán)效率從42%提升至48.8%。系統(tǒng)可以作為一個太陽能調(diào)峰電廠來運行，將白天收集的熱量儲存起來，再在用電成本最高的高峰時段輸出電能。

整體研究結(jié)果表明，采用固體流態(tài)化顆粒取代現(xiàn)階段常用的熔鹽作為光熱發(fā)電系統(tǒng)的傳儲熱介質(zhì)具備較好的市場應用潛力。目前NEXT-CSP創(chuàng)新技術(shù)已獲得全球?qū)＠虡I(yè)化應用有望在十年內(nèi)開始，屆時將可為消費者提供清潔安全的太陽能和比蓄電池更加綠色的儲熱技術(shù)，并有效提升光熱發(fā)電行業(yè)的競爭優(yōu)勢。