美国光热发电产业侧重三大方向技术创新
来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 4822查看 | 2012-08-15 18:32:00
CSPPLAZA光热发电网报道：美国能源部Sunshot计划对太阳能光热发电成本的预期目标为：到2015年，6小时储热电站的发电成本为9~12美分/kwh，到2020年实现储热18小时，成本降低至6美分/kwh(约合0.4元人民币)（均不需补贴）。为实现这一目标，通过Sunshot计划，美国支持了多项CSP技术创新。
美国能源部CSP项目总监Ranga Pitchumani博士表示，Sunshot计划对光热发电的支持主要集中在三个方面：1、储热系统的整合应用；2、如何创新反光镜设计和集热接收设计以产生更高的集热温度；3、如何改进传热和发电循环以实现更高的热电转换率。
在一个布雷顿循环中，加热并压缩二氧化碳产生超临界状态的二氧化碳并利用其作为传热介质可显著提高CSP电站的效率。这种技术也成为了Sunshot计划重点支持的方向。包括Brayton能源公司、国家可再生能源实验室、西南研究所等多家单位都获得了资金支持研究此相关的技术。
在镜场系统创新方面，3M获资490万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镜；BrightSource能源公司获资490万美元研发自动化的高效集热装置装备平台以降低CSP电站的施工周期；喷气推进实验室获资230万美元研究提高集热器性能、降低重量并优化生产工艺方面的技术。
在接收器方面，Brayton能源公司获资160万美元建设并示范一个使用超临界二氧化碳作为换热介质的新的太阳能集热接收器；俄勒冈州立大学获资80万美元研究应用微孔道热交换技术降低接收器的尺寸、重量和热损的技术；圣地亚哥州立大学获资380万美元研究配备微粒子换热装置的接收器以增强性能和热效率。国家可再生能源实验室获资380万美元研究新型太阳能热量接收器。
在发电循环和流体传热换热系统方面，斯坦福大学获资90万美元研发可集成传统CSP循环的新型的基于高温热离子的发电循环系统以提升发电效率；西南研究所和GE获资690万美元开发便宜高效的超临界二氧化碳为介质的CSP电站系统，西南研究所同时获资310万美元示范通过增加一种创新型的外部燃烧室进行额外加热，以期把燃气和空气的混合工作气体加热到1000摄氏度的工作温度，从而提高电站工作效率；另外还有麻省理工学院获资100万美元研究可直接进行热电转化的新型发电机；美国阿贡国家实验室获资100万美元研究应用液体化学反应优化热交换过程。
从此前CSPPLAZA发布的SunShot太阳能光热发电科研扶持项目列表来看，美国Sunshot计划对这三个方向的技术创新尤为重视，他们占据了一大部分的资金扶持，这也反映了当前CSP技术的研发方向和成本下降的方向和空间。
另外，在美国的Sunshot计划中，我们可以发现一个很明显的特点，即公私合作研发。比如美国西南研究院和索拉透平贵司、美国橡树岭国家实验室、德国宇航中心DLR、圣地亚哥州立大学就达成了多方合作。通过结合彼此的长处，可以达到事半功倍的效果。
美国能源部CSP项目总监Ranga Pitchumani博士也表示，目前来看，相对PV来讲，CSP技术还处于研发投资阶段，但我们必须看到CSP技术是一项十分好的技术，增加储热系统的CSP技术更是所有可再生能源技术都无法相媲美的技术，这源于其高可靠稳定性、可调度性的特点。
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