加州SMUD光热燃气联合循环电站的高设计要求
发布者：本网记者Alice | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 4913查看 | 2013-11-27 11:40:00
CSPPLAZA光热发电网报道：增加储热系统来满足晚间高峰用电期的太阳能电力输出，提高工作温度以实现更高的光电转换效率。这不是一个常规光热电站的建设要求，而是美国加州将要为一个燃气发电厂提供光热混合发电的ISCC电站项目的设计目标。
美国能源部此前宣布给予一个新的光热发电项目1000万美元的资金扶持，该项目由加州首府Sacramento公共事业区（SMUD）牵头，为SMUD的500MW的Cosumnes天然气发电厂增加光热联合循环系统，该项目的目标是设计、建设并测试一个具备成本竞争力的光热化石燃料混合发电系统。
常见的ISCC光热燃气联合循环电站由太阳能集热场提供的蒸汽温度在400摄氏度左右，Cosumnes项目的目标则是产出符合燃气电厂565摄氏度的蒸汽温度水平的高温蒸汽，以实现更高的光电转换效率。
SMUD的研发部门可再生能源项目经理Elaine Sison-Lebrilla称，该项目初步的可行性研究将确定天然气电厂从太阳能光场中能获得多少额外热量。SMUD董事会批准该可行性研究报告后，项目将在今年12月份或明年初进行招标。
Cosumnes燃气电厂位于Sacramento东南25英里，装配两个蒸汽发电机组，运行压力1811psi(1psi=6.896kpa)。该项目预计总投资为5000万美元，CSP系统规划占地面积90英亩。目前尚未确定具体采用塔式还是槽式技术。项目的许可和建设周期很可能被定为3年，建设完成后再用一年时间对项目进行运行监测。项目总运营期设定为20年。
Sison-Lebrilla说道，“我们目前还没有建设过任何一个CSP电站，此项目也是我们学习了解CSP技术的良机。光热发电目前的成本相较其它可再生能源发电技术还较高，能够获得能源部的资金扶持对我们来说是一个很好的机遇”。
该项目是联邦政府“利用CSP集热系统开发基荷性可再生能源项目（HIBRED）计划”的一部分，是Sunshot计划推动太阳能发电成本实现可以与煤电或天然气成本相抗衡目标的支撑项目。HIBRED项目设定的目标是推广实用先进的CSP系统，在无补贴情况下到2016年实现LCOE达到0.10美分/Kwh的目标。
根据国家环境政策法案，获得政府资金扶持的项目将通过三个阶段完成。第一阶段将进行分析、设计并选择CSP供应商、进行项目许可、完成融资。第二阶段和第三阶段将建设项目、进行系统分析和项目验证。
将光热发电系统接入该燃气电厂的目标是扩大晚间高峰用电段的电力供应。项目计划采用储热技术，最小的光热装机容量为10MW，并要求达到565摄氏度的蒸汽接入温度。光热燃气混合发电相对纯光热发电的LCOE要低一些，同时还能降低项目风险和建设时间，并帮助满足高峰用电需求，降低碳排放，提高化石燃料利用效率。该项目要求实现的565摄氏度的蒸汽温度使得“传统槽式技术”基本没有被采用的可能性，采用塔式技术更易实现这一目标。
加州科研院校的研究者们一直在寻求开发更高运行温度的传热介质。在Sunshot计划的支持下，加州大学洛杉矶分校、伯克利实验室和加州大学、耶鲁大学正在联合对液态金属这种新型传热介质进行研究，以实现更高温度、提高效率并削减发电成本。
当前有所应用的传热介质可达到的最高运行温度不超过600摄氏度，但如果达到650的温度可实现50%以上的热电转化效率。亚利桑那州立大学和乔治亚理工学院领导的项目团队正在对熔盐进行进一步的研发，目标是开发出熔点250摄氏度以下，运行温度最高可达800摄氏度的熔盐，并使其成本低于1美元/Kg。而SMUD项目仍将采用熔盐储热，具体的熔盐产品选择也会考虑新的熔盐产品。
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