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碟式光熱發電：斯特林機之外的解決方案
發布者：本網記者Robin | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 3評論 | 15170查看 | 2012-11-27 12:06:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：碟式斯特林太陽能熱發電技術面臨的一大難點即為斯特林機的研發與生產及其成本，即便全球已有多個公司擁有較為成熟的斯特林機生產技術，但其制造成本依然居高不下。那么，是否有可以替代斯特林機的新的解決方案呢？

　　斯特林機要求的工作溫度在600攝氏度以上，其運行需要建立完美的閉式循環，工質氣體不能泄漏、并需要盡最大可能地降低機械部件的磨損以避免因此而造成的氣體外泄。而機械部件之間的磨損在機械制造業又是很難避免的，這將會帶來高昂的維護和更換成本，使其可靠性和運行壽命受到挑戰。而這些難點使得斯特林碟式光熱發電技術的競爭力大為削減。

　　事實上，所有的太陽能熱發電技術其宏觀上的理論大體一致，碟式光熱發電技術也并非必須采用斯特林機。碟式聚光鏡系統僅僅就是一個集熱系統，而對熱量的利用我們可以擁有多種途徑。用斯特林機進行直接發電僅是其一。

布雷頓循環

　　位于美國新罕布什爾Hampton的Brayton Energy公司提出了一種解決方案。該公司總裁Jim Kesseli表示：“我對斯特林機和布雷頓循環發動機都進行了深入研究，斯特林機是有其獨特的優勢，但其成本很難降下來。”

圖：Brayton Energy研(yan)發的(de)碟式(shi)光熱發電(dian)系統


　　Brayton Energy公司研發的SolarCAT?碟式光熱發電系統就是將布雷頓循環發動機與碟鏡進行集合的一種新型碟式光熱發電系統。其于1984年建成了世界上第一個碟式布雷頓循環光熱發電系統。目前該公司最大的單個太陽能燃氣混合熱發電系統裝機容量已達200KWe。

　　Kesseli聲稱：“在較小的裝機容量下，布雷頓循環發動機的制造成本和斯特林機相近，但布雷頓循環發動機在裝機容量增大至MW級規模時，其相對成本可以大幅降低。比如一個1MW的布雷頓循環發動機，其單位KW的成本就有顯著下降。同時，布雷頓循環發動機的可靠性更強。”

　　但是，如果你想把一個布雷頓循環發動機與碟鏡配套組成太陽能熱發電系統，也會面臨一些問題，為降低成本，你需要造成面積達數百平方米的大型碟鏡以配套大規模的布雷頓循環發動機。產品的規模化效應是呈拋物線形態的，更大的碟鏡也可能意味著更高的制造成本。同時，布雷頓循環的余熱利用尚沒有較成熟的解決方案。

蒸汽發生解決方案


　　以色列的HelioFocus公司則提出了另一種解決方案。其采用的是利用加壓后的高壓空氣作為傳熱介質加熱水產生蒸汽來發電。HelioFocus不過度地追求電能的直接生產，其主要市場定位是為聯合循環或燃煤等化石燃料的傳統電廠提供蒸汽增容，以實現太陽能和傳統電廠的混合發電。

　　HelioFocus的核心產品HelioBooster由多個聚光溫度可達到1000攝氏度的大面積碟式拋物面聚光鏡組成，單碟的面積約為500平方米。把太陽能反射到一個能產生高溫空氣的腔式接收器上，隨后將高溫空氣傳至一個中央熱交換器中以產生蒸汽，蒸汽被送入指定的蒸汽管道驅動發電機發電。

　　HelioFocus首席技術官Yanir Blumenthal說：“我們不直接生產電力，我們只生產熱量，而斯特林機則直接產出電力，這是我們與其最大的區別。而對熱量的使用則可以有多種應用方向。”

　　中國的三花集團此前與HelioFocus達成戰略合作，持有該公司30.71%的股權。三花目前正斥資320億元在內蒙古建設三花綠色太陽城。

　　另外，澳大利亞Wizard Power公司的技術方案也與HelioFocus類似，也是利用碟鏡聚光產生高溫空氣加熱水產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發電，其設計的碟盤面積也為500平方米，聚光比高達2000倍，其宣稱可獲得1700攝氏度的高溫。整體上看，除了集熱系統不一樣之外，其余的部分與傳統的槽式電站類似。其同時開發了利用高溫過熱蒸汽加熱熔鹽以實現儲熱的技術。其聲稱這同樣可以達到很好的儲熱效果。

　　其它的一些值得碟式太陽能熱發電業界探索研究的技術還包括超臨界二氧化碳布雷頓循環發動機技術的應用，Kesseli認為這種技術的應用可以為碟式光熱發電技術帶來新的希望。美國國家可再生能源實驗室NREL此前已經獲得800萬美元SunShot計劃的資助是用來示范一個采用超臨界二氧化碳作為工作介質的多元的兆瓦級太陽能熱發電循環。

　　不管采用何種碟式發電技術，業內一致認同的技術難點是碟式技術的儲熱問題，盡管有公司聲稱可以為碟式技術配置熔鹽儲熱，但其實際效果尚待證明。

　　Kesseli認為：“不管采用哪種發電方式，碟式技術的發電成本需要降至2美元~2.5美元/W時，才可以與光伏發電相競爭。這是我們共同面臨的挑戰。”而目前，即便是采用最領先的斯特林機或布雷頓循環發動機技術都不能達到這一目標。而如果為碟式技術配置儲熱實現全天候發電，則可以使其發電成本在現有技術基礎上獲得較大下降空間。

　　彭博新能源財經太陽能行業分析師Jenny Chase也認為：“如果碟式技術不能解決儲熱的問題，將其拿出來與光伏發電相競爭是不明智的。”
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最新評論
3人參與
AlexDong
-----光熱發電所需逐日系統又因其技術含量高、精密度要求高，運行穩定性差，直接關系到整個電站的經濟效益好壞，相當于人的大腦、中樞神經，可靠成熟的方案及配套產品，尤其關鍵。跟蹤系統關鍵部件是：角度定位傳感器、驅動電機、控制器，其中尤其傾角儀、編碼器、磁柵尺、等傳感器的可靠性、穩定性耐用性、靈敏度，尤其重要。在這個領域，飛浩電氣技術（上海）有限公司（聯系人：董永坡  17301727095  021-59170886  qq316864537&nb
2016-07-18 17:51:37
0
wanlifeihong
2013年光熱發電領域的世界頂尖級技術即將實現<br /> &nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp; ——林氏光熱發電簡介<br /> 目前，光熱發電形式主要有：塔式、槽式、碟式三種；<br /> 對于以
2013-02-25 17:02:10
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allen
斯特林感覺還是前途渺茫啊
2012-11-27 23:14:43
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馬上參與
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