美國(guó)西南研究院（SwRI）與政府和商業(yè)合作者合作，成功開(kāi)發(fā)并演示了世界上第一個(gè)用于聚光太陽(yáng)能發(fā)電(CSP)廠的超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)的全尺寸渦輪機(jī)。該技術(shù)將超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)與綜合熱能儲(chǔ)存相結(jié)合。

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該項(xiàng)目得到了美國(guó)能源部APOLLO項(xiàng)目的支持，該項(xiàng)目是為了提高CSP電廠的性能和降低其電力成本而設(shè)立的。10兆瓦的超臨界二氧化碳渦輪機(jī)已成功完成了閉環(huán)環(huán)境下的性能和耐久性測(cè)試。

超臨界二氧化碳是在臨界溫度和壓力以上的二氧化碳，這使它在具有液體密度的同時(shí)表現(xiàn)得像一種氣體。它也是無(wú)毒和不可燃的，已被用于干洗過(guò)程、低溫室氣體制冷系統(tǒng)，以及咖啡脫咖啡因。

超臨界狀態(tài)下的流體特性使超臨界二氧化碳成為一種高效的發(fā)電流體，因?yàn)樗哂懈呙芏取⒌驼扯群土己玫膫鳠崽匦浴?/p>

“推進(jìn)電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能是使可再生能源全面滲透到發(fā)電領(lǐng)域的重要一步。利用超臨界二氧化碳作為工作流體可以使CSP工廠的效率提高10個(gè)百分點(diǎn)，”SwRI旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力學(xué)部門(mén)經(jīng)理Jason Wilkes博士說(shuō)。“超臨界二氧化碳循環(huán)的高效率也使渦輪機(jī)的占地面積更小--它是標(biāo)準(zhǔn)蒸汽渦輪機(jī)的1/20，可以在大多數(shù)環(huán)境中改善安裝。”

CSP技術(shù)使用鏡子或透鏡將大量的太陽(yáng)光集中到接收器上，接收器通常將集中的光轉(zhuǎn)化為熱能，并提取熱能，利用蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電。該系統(tǒng)將能量作為熱能儲(chǔ)存起來(lái)，然后利用超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)將其轉(zhuǎn)化為按需提供的能量，從而提高效率并降低運(yùn)營(yíng)成本。

“超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)技術(shù)是傳統(tǒng)渦輪機(jī)的一小部分，為眾多應(yīng)用提供了更好的性能。”SwRI機(jī)械部主任Tim Allison博士說(shuō)：“超臨界二氧化碳技術(shù)在全循環(huán)條件下的成功示范是一個(gè)令人激動(dòng)的里程碑。”

SwRI和總部位于韓國(guó)的全球能源設(shè)備公司Hanwha Power Systems開(kāi)發(fā)并展示了新的整體齒輪式超臨界二氧化碳渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在全尺寸壓縮機(jī)條件下進(jìn)行了測(cè)試，并在高達(dá)720℃和275巴的前所未有的MW級(jí)條件下對(duì)渦輪機(jī)進(jìn)行了全壓全溫測(cè)試。該系統(tǒng)計(jì)劃在未來(lái)被整合到CSP試驗(yàn)工廠中。

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關(guān)鍵詞： 硬件 美SwRI演示為聚光太陽(yáng)能發(fā)電廠開(kāi)發(fā)的超臨界二氧化碳