美国再拨3000万美元支持太阳能热发电研发-储热、

作者:365体育官网发布日期:2019-12-29 03:26

  原标题:美国再拨3000万美元支持太阳能热发电研发-储热、熔盐阀等、集热场自治技术

  11月6日,美国能源部(DOE)宣布,通过其能源效率和可再生能源太阳能技术发展办公室,DOE将为75项创新研发技术提供总额达1.28亿美元的研究资金,从而降低太阳能发电成本,同时促进太阳能制造,使太阳能系统更能抵御网络攻击。

  其中,太阳能热发电研发项目13个,总研究经费3000万美元。研究目的是让太阳能热发电能够在任何时间和季节提供电力,实现美国能源部2030年目标:带至少12小时储热的太阳能热发电发电成本达到0.05美元/kWh。支持的研发项目包括能够显著降低制造成本的新材料和技术,新的储能技术,可以让太阳能镜场在没有任何人为投入的情况下自主运行的解决方案。

  2018年10月,DOE为光热发电研发拨付资金1240万美元,支持了15个光热项目。研发能承受700度高温以及耐腐蚀的吸热器、动力循环系统、热力传输系统所需相关材料。

  项目概述:该项目旨在将多个热化学储能部件集成到太阳能热发电系统设计中,使系统可以有多个储能期限,包括每日和长期的。这些部件将采用可以与超临界二氧化碳发电循环进行集成的设计。该团队将进行技术经济性分析,以改善光热发电系统的设计和运行,并确保全年的能源可调度性。

  项目概述:密歇根州立大学及其合作伙伴将开发一种低成本,零排放的固态燃料,这种燃料可用以短期或长期储能,且不会对环境造成伤害。这种环保型燃料可以储存于容器中,按时按需提供低成本的太阳能储能。这种新型燃料可到100MW,在长周期及大容量使用条件下颇具经济竞争力。

  项目概述:该项目将设计一种具有成本效益经济的结构,用于使用复合混凝土(而非金属)的储热罐,以帮助实现15美元/千瓦时热功率的储热成本。该团队还将通过开发一种新的带空心球的复合陶瓷材料来提高储罐内部绝热材料的机械强度和热稳定性,这种空心球是小而轻的,填充有气体的二氧化硅或氧化铝球,可防止盐渗入。

  项目概述:该项目将展示如何使用通常用于存储液化石油气的巨大储罐来积累和存储太阳能产生的蒸汽,以及将该蒸汽用于制造过程。由于使用低成本的加压水以及能够在高于100℃的温度下运行,该技术应具有成本效益性。此外,项目团队将调整储罐的尺寸,以实现低成本的单位体积的太阳能热能存储,将太阳能蒸汽用于各种工业应用中。

  项目概述:Brayton Energy和Oak Ridge国家实验室将研究薄板镍合金740H和282的蠕变行为(在机械应力下的变形趋势),以了解它们是否可以延长在太阳能热发电站中超临界二氧化碳换热器的寿命。该研究将能够提供用于制造换热器的金属结构特征的有关信息,并确定换热器组件的厚度。

  6、项目名称:适用于高于700℃的液体通路光热发电的高温碳化硅复合材料吸热器组件

  项目概述:该项目团队将为太阳能热发电中的熔融氯盐和液态钠吸热器开发碳化硅复合吸热管。吸热管在高温下具有优于金属合金的热力学特性和耐腐蚀性,从而提高吸热管的使用寿命,提高光热发电系统的性能。

  项目概述:该项目将为超临界二氧化碳动力循环和储能系统开发一种大型、低成本的单轴压缩机,从而提高光热发电系统的性能。常规压缩机系统具有多个轴,但是机械效率较低且成本较高。该研究团队将在圣母大学建造和测试该压缩机原型。

  8、项目名称:减少超临界二氧化碳光热发电系统资金成本的近净形热等静压机制造模式

  项目概述:GE Research将通过高温挤压金属粉末,为光热电站制造先进的超临界二氧化碳动力循环结构。这一工艺预计可将这些部件的制造成本减少至少一半以上,降低部件成本,同时实现美国本土供应链,增强美国在先进制造和高效发电方面的作用。

  9、项目名称:用于第三代太阳能热发电的先进零件,子部件及其焊接件的热力学行为

  项目概述:该项目将研发多种策略,防止第三代聚光太阳能热发电(Gen3 CSP)系统中的管道腐蚀,与熔融氯化物接触的其他金属表面发生的腐蚀。该团队将探索换热器等组件以及管道材料包层等在内的部件先进制造技术。该技术可延长光热发电组件和设备的使用寿命。

  10、项目名称:研究垂直排列的碳纳米管阵列作为太阳能热发电涡轮机械的新型自润滑高效刷式密封

  项目概述:在超临界二氧化碳光热发电系统中,金属刷式密封可以防止涡轮机内部能量泄漏,但是该项目将在灵活的基础上开发新的可伸缩的密封刷,提高密封的效率和耐用性。该密封件将由垂直排列的碳纳米管阵列制成,并使用化学气相沉积工艺而无需催化剂。该项目旨在提高涡轮机效率,并将制造成本降低至少一半。

  项目概述:该项目团队将开发具有成本效益的陶瓷复合材料主换热器,该换热器具有超强的抵抗超临界二氧化碳及熔盐腐蚀的能力,并且不会在高达800℃的温度下变形或断裂。这些换热器较传统换热器使用寿命更长,并能提高光热电站系统的运行效率和使用寿命。

  项目概述:该项目团队将开发一种强大的熔盐阀,减轻光热发电系统中在高达750℃运行温度下熔盐的泄漏和冻结问题。该设计将使用适合于不同阀门类型的被动和主动热管理策略,能够确保阀门在高温下长期运行,达到30年的使用寿命,并减少因冻结和停机而造成的运行和管理负担。

  项目概述:该项目将开发使用极化法的成像系统,该系统用于测量光线如何对齐或偏振。与传统的光学测量相比,极化法测量具有更高的灵敏度。成像系统将足够小,可以连接到无人机,并可用以评估光热发电集热器系统的性能。其也可以安装到塔式光热电站上。 自主成像可以检测到镜面的损坏和积尘,并减少反射镜对准误差,从而提高效率。


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