超临界二氧化碳技术有效提高光热发电系统效率
来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 14857查看 | 2012-07-14 14:09:00
CSPPLAZA光热发电网讯： 美国能源部针对SunShot计划中的太阳能光热发电的规划是到2020年使光热发电的成本降至6美分每千瓦时，这无疑需要技术上的巨大进步。美国CSP联盟创始人Tex Wilkins说道，从技术上来降低成本是必须要进行的。CSP行业正在不断的进行创新，能源部的规划目标如果想要实现，CSP技术上必将出现巨大突破。
图：槽式超临界二氧化碳光热发电示意图
超临界二氧化碳作为工质的太阳能热发电系统的出现或将大幅拉低光热发电的成本。超临界二氧化碳优良的传热和流动性能具有提高发电效率的巨大潜力。而此项研究也被列入美国能源部的支持范围之中。美国能源部针对SunShot计划中的太阳能光热发电的总额度达5600万美元的科研支持计划中，共有21个项目受益其中。国家可再生能源实验室NREL获得的800万美元资助是用来示范一个采用超临界二氧化碳作为工作介质的多元的兆瓦级发电循环。
NREL光热发电项目领导者Craig Turchi表示，经过我们此前的一系列研究，我们认为超临界二氧化碳作为工质的光热发电系统在高达600到700摄氏度的温度范围内运行都可以有良好表现。超临界二氧化碳发电可以在500摄氏度以上，20兆帕的大气压下实现高效率的热能利用，大约可以达到45%，这将有效提高电力产能。美国能源部之所以支持此项研发，也是看到了此项技术在提高发电效率和降低成本方面的巨大潜力。
超临界二氧化碳发电系统的体积更小、重量更轻、热损更小。其应用于太阳能光热发电系统可实现效率的显著提升。系统仅需要较低的热量即可启动发电机、其应对负荷变化调整迅速、支持快速启停，这些优点是普通发电系统所无法比拟的。SolarReserve首席技术官Bill Gould表示，此种技术对光热发电站启动过慢的缺陷是一种有益的改善。
NREL预期将通过两个阶段完成相关测试。首先，建立一个布雷顿循环，与熔融盐为传热介质的光热电站耦合；然后，超临界二氧化碳将被用作传热和工作介质，类同于一个直接的蒸汽发生系统。此项试验将会在一个10MW的光热电站上进行测试，总耗费预计达1600万美元，美国能源部提供其中800万美元支持。
用二氧化碳这种常见的气体作为光热发电循环工质的想法已被理论验证是可行的。和常规蒸汽发电相比，此种系统具有明显高的转换效率，同时还可以节约大量水资源，这在阳光资源好但水资源紧缺的地区是十分有益的。但该项研究目前还在试验当中，有诸多技术难点有待突破。
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