加州SMUD光熱燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站的高設(shè)計(jì)要求
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Alice | 來(lái)源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 6653查看 | 2013-11-27 11:40:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：增加儲(chǔ)熱系統(tǒng)來(lái)滿足晚間高峰用電期的太陽(yáng)能電力輸出，提高工作溫度以實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率。這不是一個(gè)常規(guī)光熱電站的建設(shè)要求，而是美國(guó)加州將要為一個(gè)燃?xì)獍l(fā)電廠提供光熱混合發(fā)電的ISCC電站項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
美國(guó)能源部此前宣布給予一個(gè)新的光熱發(fā)電項(xiàng)目1000萬(wàn)美元的資金扶持，該項(xiàng)目由加州首府Sacramento公共事業(yè)區(qū)（SMUD）牽頭，為SMUD的500MW的Cosumnes天然氣發(fā)電廠增加光熱聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，該項(xiàng)目的目標(biāo)是設(shè)計(jì)、建設(shè)并測(cè)試一個(gè)具備成本競(jìng)爭(zhēng)力的光熱化石燃料混合發(fā)電系統(tǒng)。
常見(jiàn)的ISCC光熱燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站由太陽(yáng)能集熱場(chǎng)提供的蒸汽溫度在400攝氏度左右，Cosumnes項(xiàng)目的目標(biāo)則是產(chǎn)出符合燃?xì)怆姀S565攝氏度的蒸汽溫度水平的高溫蒸汽，以實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率。
SMUD的研發(fā)部門(mén)可再生能源項(xiàng)目經(jīng)理Elaine Sison-Lebrilla稱，該項(xiàng)目初步的可行性研究將確定天然氣電廠從太陽(yáng)能光場(chǎng)中能獲得多少額外熱量。SMUD董事會(huì)批準(zhǔn)該可行性研究報(bào)告后，項(xiàng)目將在今年12月份或明年初進(jìn)行招標(biāo)。
Cosumnes燃?xì)怆姀S位于Sacramento東南25英里，裝配兩個(gè)蒸汽發(fā)電機(jī)組，運(yùn)行壓力1811psi(1psi=6.896kpa)。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資為5000萬(wàn)美元，CSP系統(tǒng)規(guī)劃占地面積90英畝。目前尚未確定具體采用塔式還是槽式技術(shù)。項(xiàng)目的許可和建設(shè)周期很可能被定為3年，建設(shè)完成后再用一年時(shí)間對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)。項(xiàng)目總運(yùn)營(yíng)期設(shè)定為20年。
Sison-Lebrilla說(shuō)道，“我們目前還沒(méi)有建設(shè)過(guò)任何一個(gè)CSP電站，此項(xiàng)目也是我們學(xué)習(xí)了解CSP技術(shù)的良機(jī)。光熱發(fā)電目前的成本相較其它可再生能源發(fā)電技術(shù)還較高，能夠獲得能源部的資金扶持對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的機(jī)遇”。
該項(xiàng)目是聯(lián)邦政府“利用CSP集熱系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基荷性可再生能源項(xiàng)目（HIBRED）計(jì)劃”的一部分，是Sunshot計(jì)劃推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電成本實(shí)現(xiàn)可以與煤電或天然氣成本相抗衡目標(biāo)的支撐項(xiàng)目。HIBRED項(xiàng)目設(shè)定的目標(biāo)是推廣實(shí)用先進(jìn)的CSP系統(tǒng)，在無(wú)補(bǔ)貼情況下到2016年實(shí)現(xiàn)LCOE達(dá)到0.10美分/Kwh的目標(biāo)。
根據(jù)國(guó)家環(huán)境政策法案，獲得政府資金扶持的項(xiàng)目將通過(guò)三個(gè)階段完成。第一階段將進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)并選擇CSP供應(yīng)商、進(jìn)行項(xiàng)目許可、完成融資。第二階段和第三階段將建設(shè)項(xiàng)目、進(jìn)行系統(tǒng)分析和項(xiàng)目驗(yàn)證。
將光熱發(fā)電系統(tǒng)接入該燃?xì)怆姀S的目標(biāo)是擴(kuò)大晚間高峰用電段的電力供應(yīng)。項(xiàng)目計(jì)劃采用儲(chǔ)熱技術(shù)，最小的光熱裝機(jī)容量為10MW，并要求達(dá)到565攝氏度的蒸汽接入溫度。光熱燃?xì)饣旌习l(fā)電相對(duì)純光熱發(fā)電的LCOE要低一些，同時(shí)還能降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和建設(shè)時(shí)間，并幫助滿足高峰用電需求，降低碳排放，提高化石燃料利用效率。該項(xiàng)目要求實(shí)現(xiàn)的565攝氏度的蒸汽溫度使得“傳統(tǒng)槽式技術(shù)”基本沒(méi)有被采用的可能性，采用塔式技術(shù)更易實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
加州科研院校的研究者們一直在尋求開(kāi)發(fā)更高運(yùn)行溫度的傳熱介質(zhì)。在Sunshot計(jì)劃的支持下，加州大學(xué)洛杉磯分校、伯克利實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)、耶魯大學(xué)正在聯(lián)合對(duì)液態(tài)金屬這種新型傳熱介質(zhì)進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)更高溫度、提高效率并削減發(fā)電成本。
當(dāng)前有所應(yīng)用的傳熱介質(zhì)可達(dá)到的最高運(yùn)行溫度不超過(guò)600攝氏度，但如果達(dá)到650的溫度可實(shí)現(xiàn)50%以上的熱電轉(zhuǎn)化效率。亞利桑那州立大學(xué)和喬治亞理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在對(duì)熔鹽進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出熔點(diǎn)250攝氏度以下，運(yùn)行溫度最高可達(dá)800攝氏度的熔鹽，并使其成本低于1美元/Kg。而SMUD項(xiàng)目仍將采用熔鹽儲(chǔ)熱，具體的熔鹽產(chǎn)品選擇也會(huì)考慮新的熔鹽產(chǎn)品。
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