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       CSPPLAZA光熱發電網訊: 位于美國莫(mo)哈韋沙(sha)漠、裝(zhuang)機110MW的(de)新(xin)月沙(sha)丘(qiu)熔鹽(yan)塔式(shi)光熱電站可以說是全球(qiu)范圍內將創新(xin)型(xing)(xing)光熱發電技術推向(xiang)商業(ye)化的(de)一個典型(xing)(xing)案例，該項(xiang)目(mu)是世界上第一家使用先進的(de)熔鹽(yan)塔式(shi)光熱發電技術的(de)公用事業(ye)規模級光熱發電項(xiang)目(mu)。

　　為(wei)了推(tui)進熔(rong)鹽作為(wei)傳(chuan)儲熱介質的(de)創新型(xing)光(guang)熱發電技術的(de)研究和商業化(hua)，早在(zai)(zai)20世(shi)紀90年代，美(mei)國能(neng)源部（DOE）就開始推(tui)動開發新月沙丘(qiu)電站，而且在(zai)(zai)美(mei)國致力于推(tui)進太(tai)陽能(neng)技術創新而實施的(de)SunShot計劃的(de)支持下，該項目還獲(huo)得了美(mei)國能(neng)源部7.37億美(mei)元的(de)貸款擔保。

　　近年來，除了熔鹽塔式光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)技(ji)術，SunShot計劃一直還在持續推動光(guang)(guang)熱行業發(fa)展(zhan)，目前獲其支持的下(xia)列五(wu)種創(chuang)新(xin)型光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)技(ji)術未來有(you)望顯著提(ti)高光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)效率。

　　一、超臨界熱力循環

　　最新研究發(fa)現，采用超(chao)臨界二氧化(hua)碳(tan)布(bu)雷頓動力循環技術可以(yi)有效提高(gao)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)效率(lv)。使用密(mi)度更大的CO2來取代傳統(tong)蒸(zheng)汽(qi)，可減少驅動發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)所(suo)需的能量并顯著(zhu)提高(gao)熱(re)(re)-電(dian)能轉換速度，從而(er)提高(gao)光熱(re)(re)電(dian)站的發(fa)電(dian)效率(lv)。

　　目前SunShot正在進(jin)(jin)行幾個項目，以(yi)改良動(dong)力循環(huan)，提高發電效(xiao)率(lv)。美國西南研究院(yuan)（SwRI）正在與通用電氣公司合作兩個項目，用以(yi)對(dui)新的渦(wo)輪機(ji)械設計進(jin)(jin)行測試。兩個項目分別開發了超臨界二氧化(hua)(hua)碳(tan)循環(huan)式膨脹(zhang)機(ji)和適(shi)合超臨界二氧化(hua)(hua)碳(tan)技術的可將二氧化(hua)(hua)碳(tan)介質(zhi)加(jia)壓(ya)并增溫的壓(ya)縮(suo)機(ji)。此(ci)外，SwRI也在與韓華泰科(ke)（Hanwha Techwin）合作，致力于降低(di)制造成本并提高壓(ya)縮(suo)機(ji)-膨脹(zhang)機(ji)設計的效(xiao)率(lv)，使光熱發電技術更(geng)具商業可行性(xing)。

　　二、耐高溫混合熔鹽儲熱介質

　　目前(qian)全球很多(duo)光熱(re)(re)(re)(re)電站均選擇熔鹽(yan)(yan)作為吸熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)介質，而(er)所選的熔鹽(yan)(yan)耐高溫性越(yue)(yue)強，可儲(chu)存的熱(re)(re)(re)(re)量越(yue)(yue)多(duo)，發電成本也會越(yue)(yue)低。然而(er)，當熔鹽(yan)(yan)達到一(yi)定高溫時，就會具有腐蝕性并(bing)損壞光熱(re)(re)(re)(re)電站的設(she)備。

　　亞利(li)桑(sang)那(nei)大學的研(yan)究人(ren)員正在努力開發一種混(hun)合熔鹽產品，可(ke)(ke)使其能在800°C以上的高溫工況下運行(xing)且對儲罐的腐蝕(shi)程度非常低。此外，薩凡(fan)納河國(guo)家實驗室也通過加入(ru)鎂(mei)和(he)鋯成功摸索出了可(ke)(ke)靠的減(jian)緩腐蝕(shi)措(cuo)施，從而可(ke)(ke)延長光熱(re)電站(zhan)運行(xing)壽命。這些研(yan)究都(dou)將進一步鞏固與擴大熔鹽作為傳儲熱(re)介質的應用(yong)。

　　三、新型儲熱介質-特色粒子

　　來自(zi)美(mei)國桑(sang)迪亞(ya)國家實驗(yan)室的(de)(de)研究(jiu)人(ren)員正在嘗(chang)試將一種被(bei)稱(cheng)為支(zhi)撐(cheng)劑(ji)的(de)(de)特(te)色粒子放(fang)置在吸(xi)熱器(qi)內取代(dai)熔鹽來作為新的(de)(de)傳儲(chu)熱介質。

　　該(gai)支撐(cheng)劑是一(yi)種類似于(yu)沙子的(de)材料，由(you)氧化(hua)鐵和二氧化(hua)硅制成(cheng)，儲熱溫(wen)度或可高(gao)達1,200℃。目(mu)前為止(zhi)，研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員已經(jing)成(cheng)功將其加(jia)熱至840°C高(gao)溫(wen)，而隨著研(yan)(yan)究(jiu)的(de)進(jin)行(xing)，其儲熱溫(wen)度將有望繼續(xu)創新高(gao)。該(gai)發明曾獲得(de)了2016年(nian)度的(de)“R&D100”頂級(ji)創新獎。【"R&D100”獎項由(you)美(mei)國著名科(ke)技雜志《R&D》于(yu)1963年(nian)創立(li)，在科(ke)技界享有“創新奧(ao)斯卡獎”的(de)美(mei)譽，同時(shi)也是國際科(ke)技研(yan)(yan)發領域極為推崇的(de)科(ke)技研(yan)(yan)發獎項，該(gai)獎項是由(you)獨立(li)評(ping)審小組(zu)和R&D雜志的(de)編輯共同甄(zhen)選。】

　　下(xia)面的(de)(de)(de)視頻介(jie)紹了下(xia)落(luo)粒子接(jie)收器如何(he)測試支撐劑，以及降低(di)太陽(yang)能成(cheng)本的(de)(de)(de)潛力(li)。該(gai)粒子接(jie)收器目前(qian)正(zheng)在測試中心(xin)（NationalSolarThermalTestFacility）的(de)(de)(de)太陽(yang)能塔(ta)頂部進(jin)行(xing)測試，定日(ri)鏡反射的(de)(de)(de)光線會直(zhi)接(jie)照射在粒子接(jie)收器上。

　　接收(shou)(shou)器的(de)太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)選擇性涂(tu)(tu)層(ceng)可控(kong)制反(fan)射(she)鏡吸(xi)收(shou)(shou)特(te)定波長(chang)的(de)太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)。而相關研究正在開(kai)發(fa)新的(de)涂(tu)(tu)料以(yi)(yi)降低太(tai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)吸(xi)收(shou)(shou)裝(zhuang)置的(de)“發(fa)射(she)率”，從(cong)而大大提(ti)升系統(tong)發(fa)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)率。另外一(yi)些創(chuang)新型耐高溫涂(tu)(tu)層(ceng)則可以(yi)(yi)使吸(xi)熱器在高溫下(xia)穩定運(yun)行以(yi)(yi)產生更多(duo)電(dian)(dian)(dian)力，從(cong)而顯著提(ti)高發(fa)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)率。

　　達(da)特(te)茅(mao)斯學(xue)院現正在(zai)(zai)開發具(ju)有長(chang)期抗氧化保護功(gong)能(neng)的(de)陶瓷涂(tu)層(ceng)，該(gai)涂(tu)層(ceng)可(ke)減(jian)少對吸熱器的(de)損壞威(wei)脅，并實(shi)現高(gao)(gao)于90％的(de)熱轉換效率(lv)。阿(a)貢國(guo)家實(shi)驗室(shi)也在(zai)(zai)開發能(neng)承受800°C工作溫度的(de)涂(tu)層(ceng)，該(gai)涂(tu)層(ceng)可(ke)同(tong)時保持對可(ke)見(jian)光(guang)的(de)高(gao)(gao)吸收率(lv)和紅外光(guang)的(de)低發射率(lv)。為避(bi)免部分涂(tu)層(ceng)功(gong)效隨著時間推移而減(jian)弱，該(gai)實(shi)驗室(shi)正在(zai)(zai)嘗試不同(tong)的(de)涂(tu)層(ceng)以確保其更持久的(de)功(gong)效。

　　五、創新型反射鏡清洗技術

　　美國開發的光(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站多(duo)分布(bu)于(yu)在太陽光(guang)充(chong)足的西南部(bu)沙漠地(di)區(qu)(qu)，但這些地(di)區(qu)(qu)布(bu)滿灰塵(chen)，因此(ci)光(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站的反(fan)射鏡需要(yao)經常清洗。為減少清洗次數并(bing)節約用(yong)水，一些新技術應運而(er)生。

　　目前波(bo)士頓(dun)大學正(zheng)在研究一(yi)種(zhong)通過電壓(ya)脈沖激活的(de)(de)透明電動屏幕技術將灰塵顆粒固(gu)定(ding)的(de)(de)反射鏡表面(mian)，然后通過運動電波(bo)去除(chu)它(ta)們。而(er)橡樹嶺(ling)國(guo)家實驗室則(ze)開(kai)發了(le)一(yi)種(zhong)特(te)殊的(de)(de)反射鏡噴(pen)涂涂層(ceng)以(yi)(yi)及自動化噴(pen)霧過程，可以(yi)(yi)減少反射鏡表面(mian)一(yi)半左右(you)的(de)(de)灰塵積累，從而(er)有效減少反射鏡清洗(xi)次數。