美國光熱發電產業側重三大方向技術創新
來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6179查看 | 2012-08-15 18:32:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：美國能源部Sunshot計劃對太陽能光熱發電成本的預期目標為：到2015年，6小時儲熱電站的發電成本為9~12美分/kwh，到2020年實現儲熱18小時，成本降低至6美分/kwh(約合0.4元人民幣)（均不需補貼）。為實現這一目標，通過Sunshot計劃，美國支持了多項CSP技術創新。
美國能源部CSP項目總監Ranga Pitchumani博士表示，Sunshot計劃對光熱發電的支持主要集中在三個方面：1、儲熱系統的整合應用；2、如何創新反光鏡設計和集熱接收設計以產生更高的集熱溫度；3、如何改進傳熱和發電循環以實現更高的熱電轉換率。
在一個布雷頓循環中，加熱并壓縮二氧化碳產生超臨界狀態的二氧化碳并利用其作為傳熱介質可顯著提高CSP電站的效率。這種技術也成為了Sunshot計劃重點支持的方向。包括Brayton能源公司、國家可再生能源實驗室、西南研究所等多家單位都獲得了資金支持研究此相關的技術。
在鏡場系統創新方面，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490萬美元研發自動化的高效集熱裝置裝備平臺以降低CSP電站的施工周期；噴氣推進實驗室獲資230萬美元研究提高集熱器性能、降低重量并優化生產工藝方面的技術。
在接收器方面，Brayton能源公司獲資160萬美元建設并示范一個使用超臨界二氧化碳作為換熱介質的新的太陽能集熱接收器；俄勒岡州立大學獲資80萬美元研究應用微孔道熱交換技術降低接收器的尺寸、重量和熱損的技術；圣地亞哥州立大學獲資380萬美元研究配備微粒子換熱裝置的接收器以增強性能和熱效率。國家可再生能源實驗室獲資380萬美元研究新型太陽能熱量接收器。
在發電循環和流體傳熱換熱系統方面，斯坦福大學獲資90萬美元研發可集成傳統CSP循環的新型的基于高溫熱離子的發電循環系統以提升發電效率；西南研究所和GE獲資690萬美元開發便宜高效的超臨界二氧化碳為介質的CSP電站系統，西南研究所同時獲資310萬美元示范通過增加一種創新型的外部燃燒室進行額外加熱，以期把燃氣和空氣的混合工作氣體加熱到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院獲資100萬美元研究可直接進行熱電轉化的新型發電機；美國阿貢國家實驗室獲資100萬美元研究應用液體化學反應優化熱交換過程。
從此前CSPPLAZA發布的SunShot太陽能光熱發電科研扶持項目列表來看，美國Sunshot計劃對這三個方向的技術創新尤為重視，他們占據了一大部分的資金扶持，這也反映了當前CSP技術的研發方向和成本下降的方向和空間。
另外，在美國的Sunshot計劃中，我們可以發現一個很明顯的特點，即公私合作研發。比如美國西南研究院和索拉透平貴司、美國橡樹嶺國家實驗室、德國宇航中心DLR、圣地亞哥州立大學就達成了多方合作。通過結合彼此的長處，可以達到事半功倍的效果。
美國能源部CSP項目總監Ranga Pitchumani博士也表示，目前來看，相對PV來講，CSP技術還處于研發投資階段，但我們必須看到CSP技術是一項十分好的技術，增加儲熱系統的CSP技術更是所有可再生能源技術都無法相媲美的技術，這源于其高可靠穩定性、可調度性的特點。
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