美國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)側(cè)重三大方向技術(shù)創(chuàng)新
來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 6902查看 | 2012-08-15 18:32:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：美國能源部Sunshot計(jì)劃對太陽能光熱發(fā)電成本的預(yù)期目標(biāo)為：到2015年，6小時(shí)儲熱電站的發(fā)電成本為9~12美分/kwh，到2020年實(shí)現(xiàn)儲熱18小時(shí)，成本降低至6美分/kwh(約合0.4元人民幣)（均不需補(bǔ)貼）。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，通過Sunshot計(jì)劃，美國支持了多項(xiàng)CSP技術(shù)創(chuàng)新。
美國能源部CSP項(xiàng)目總監(jiān)Ranga Pitchumani博士表示，Sunshot計(jì)劃對光熱發(fā)電的支持主要集中在三個(gè)方面：1、儲熱系統(tǒng)的整合應(yīng)用；2、如何創(chuàng)新反光鏡設(shè)計(jì)和集熱接收設(shè)計(jì)以產(chǎn)生更高的集熱溫度；3、如何改進(jìn)傳熱和發(fā)電循環(huán)以實(shí)現(xiàn)更高的熱電轉(zhuǎn)換率。
在一個(gè)布雷頓循環(huán)中，加熱并壓縮二氧化碳產(chǎn)生超臨界狀態(tài)的二氧化碳并利用其作為傳熱介質(zhì)可顯著提高CSP電站的效率。這種技術(shù)也成為了Sunshot計(jì)劃重點(diǎn)支持的方向。包括Brayton能源公司、國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室、西南研究所等多家單位都獲得了資金支持研究此相關(guān)的技術(shù)。
在鏡場系統(tǒng)創(chuàng)新方面，3M獲資490萬美元研究具有高反射率和高硬度的薄膜材料代替笨重的反射鏡；BrightSource能源公司獲資490萬美元研發(fā)自動(dòng)化的高效集熱裝置裝備平臺以降低CSP電站的施工周期；噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室獲資230萬美元研究提高集熱器性能、降低重量并優(yōu)化生產(chǎn)工藝方面的技術(shù)。
在接收器方面，Brayton能源公司獲資160萬美元建設(shè)并示范一個(gè)使用超臨界二氧化碳作為換熱介質(zhì)的新的太陽能集熱接收器；俄勒岡州立大學(xué)獲資80萬美元研究應(yīng)用微孔道熱交換技術(shù)降低接收器的尺寸、重量和熱損的技術(shù)；圣地亞哥州立大學(xué)獲資380萬美元研究配備微粒子換熱裝置的接收器以增強(qiáng)性能和熱效率。國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室獲資380萬美元研究新型太陽能熱量接收器。
在發(fā)電循環(huán)和流體傳熱換熱系統(tǒng)方面，斯坦福大學(xué)獲資90萬美元研發(fā)可集成傳統(tǒng)CSP循環(huán)的新型的基于高溫?zé)犭x子的發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)以提升發(fā)電效率；西南研究所和GE獲資690萬美元開發(fā)便宜高效的超臨界二氧化碳為介質(zhì)的CSP電站系統(tǒng)，西南研究所同時(shí)獲資310萬美元示范通過增加一種創(chuàng)新型的外部燃燒室進(jìn)行額外加熱，以期把燃?xì)夂涂諝獾幕旌瞎ぷ鳉怏w加熱到1000攝氏度的工作溫度，從而提高電站工作效率；另外還有麻省理工學(xué)院獲資100萬美元研究可直接進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)化的新型發(fā)電機(jī)；美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室獲資100萬美元研究應(yīng)用液體化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化熱交換過程。
從此前CSPPLAZA發(fā)布的SunShot太陽能光熱發(fā)電科研扶持項(xiàng)目列表來看，美國Sunshot計(jì)劃對這三個(gè)方向的技術(shù)創(chuàng)新尤為重視，他們占據(jù)了一大部分的資金扶持，這也反映了當(dāng)前CSP技術(shù)的研發(fā)方向和成本下降的方向和空間。
另外，在美國的Sunshot計(jì)劃中，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)很明顯的特點(diǎn)，即公私合作研發(fā)。比如美國西南研究院和索拉透平貴司、美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、德國宇航中心DLR、圣地亞哥州立大學(xué)就達(dá)成了多方合作。通過結(jié)合彼此的長處，可以達(dá)到事半功倍的效果。
美國能源部CSP項(xiàng)目總監(jiān)Ranga Pitchumani博士也表示，目前來看，相對PV來講，CSP技術(shù)還處于研發(fā)投資階段，但我們必須看到CSP技術(shù)是一項(xiàng)十分好的技術(shù)，增加儲熱系統(tǒng)的CSP技術(shù)更是所有可再生能源技術(shù)都無法相媲美的技術(shù)，這源于其高可靠穩(wěn)定性、可調(diào)度性的特點(diǎn)。
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