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       CSPPLAZA光熱發電網訊: 位于美(mei)國莫(mo)哈(ha)韋沙漠(mo)、裝(zhuang)機110MW的(de)新(xin)月沙丘熔鹽塔式(shi)(shi)光熱電站可以說是(shi)全(quan)球范圍內(nei)將創新(xin)型光熱發(fa)電技術推向商業(ye)化(hua)的(de)一個(ge)典型案例，該項目是(shi)世界上第一家(jia)使用先進的(de)熔鹽塔式(shi)(shi)光熱發(fa)電技術的(de)公用事業(ye)規模級(ji)光熱發(fa)電項目。

　　為(wei)了(le)推(tui)進熔鹽作為(wei)傳儲熱介質的(de)創新型光熱發電技術(shu)的(de)研究和商(shang)業化(hua)，早(zao)在(zai)20世紀90年代(dai)，美(mei)國能源(yuan)(yuan)部(bu)（DOE）就(jiu)開始推(tui)動開發新月沙丘(qiu)電站，而且在(zai)美(mei)國致力(li)于(yu)推(tui)進太(tai)陽能技術(shu)創新而實(shi)施的(de)SunShot計劃(hua)的(de)支持下，該(gai)項(xiang)目還獲得了(le)美(mei)國能源(yuan)(yuan)部(bu)7.37億美(mei)元(yuan)的(de)貸款擔保。

　　近年來，除了(le)熔鹽塔式光(guang)熱(re)(re)發電技術，SunShot計劃一直還(huan)在持續推動光(guang)熱(re)(re)行業發展，目前獲其(qi)支持的(de)下(xia)列(lie)五種創新型(xing)光(guang)熱(re)(re)發電技術未來有望顯(xian)著提高光(guang)熱(re)(re)發電效率。

　　一、超臨界熱力循環

　　最新研究發現，采(cai)用(yong)(yong)超臨(lin)界(jie)二氧化碳布雷頓(dun)動力循環技術可(ke)以有效(xiao)提(ti)高光熱(re)(re)發電(dian)效(xiao)率(lv)。使用(yong)(yong)密度更(geng)大(da)的(de)CO2來取代傳統蒸汽，可(ke)減少驅動發電(dian)機發電(dian)所需的(de)能(neng)量并顯著提(ti)高熱(re)(re)-電(dian)能(neng)轉換(huan)速(su)度，從(cong)而(er)提(ti)高光熱(re)(re)電(dian)站(zhan)的(de)發電(dian)效(xiao)率(lv)。

　　目前SunShot正(zheng)在進行(xing)(xing)(xing)幾個項目，以改(gai)良動力循環(huan)，提(ti)高發(fa)電效率(lv)。美國西南研究院(yuan)（SwRI）正(zheng)在與通用電氣公司合(he)作(zuo)兩個項目，用以對新的渦輪機械(xie)設(she)計進行(xing)(xing)(xing)測試。兩個項目分別開發(fa)了超臨界二(er)氧化碳循環(huan)式膨(peng)(peng)脹機和適合(he)超臨界二(er)氧化碳技術的可將二(er)氧化碳介質(zhi)加(jia)壓并增溫的壓縮機。此外(wai)，SwRI也在與韓(han)華泰科（Hanwha Techwin）合(he)作(zuo)，致力于降低制造成本并提(ti)高壓縮機-膨(peng)(peng)脹機設(she)計的效率(lv)，使光熱發(fa)電技術更(geng)具商業可行(xing)(xing)(xing)性。

　　二、耐高溫混合熔鹽儲熱介質

　　目前全球很(hen)多光(guang)熱(re)電站均選(xuan)擇(ze)熔(rong)鹽作為(wei)吸熱(re)儲熱(re)介質，而所選(xuan)的(de)(de)熔(rong)鹽耐(nai)高溫(wen)性越(yue)強(qiang)，可(ke)儲存的(de)(de)熱(re)量越(yue)多，發(fa)電成本也會越(yue)低。然而，當熔(rong)鹽達到一定高溫(wen)時，就會具有腐蝕性并損壞光(guang)熱(re)電站的(de)(de)設備(bei)。

　　亞(ya)利桑那大學的(de)研(yan)究(jiu)人員正在(zai)努力(li)開發一種(zhong)混合熔鹽產品，可(ke)(ke)使其(qi)能在(zai)800°C以上的(de)高(gao)溫工況下運行(xing)且對(dui)儲罐(guan)的(de)腐(fu)蝕程度非(fei)常(chang)低。此外，薩凡納河國家實驗室也通過加(jia)入鎂和鋯成功摸索出了(le)可(ke)(ke)靠的(de)減緩腐(fu)蝕措施，從(cong)而可(ke)(ke)延長(chang)光(guang)熱電站(zhan)運行(xing)壽(shou)命。這些研(yan)究(jiu)都將進(jin)一步(bu)鞏固與擴大熔鹽作為傳儲熱介質的(de)應用。

　　三、新型儲熱介質-特色粒子

　　來自美國(guo)桑迪(di)亞國(guo)家(jia)實驗室的(de)研(yan)究人員正(zheng)在嘗試將一種被稱為支撐劑的(de)特色粒子放置在吸熱器(qi)內取代熔鹽(yan)來作(zuo)為新(xin)的(de)傳儲熱介(jie)質。

　　該(gai)支(zhi)撐劑是一種類似于沙子的材(cai)料，由氧(yang)化(hua)鐵和(he)二氧(yang)化(hua)硅(gui)制成(cheng)(cheng)，儲熱溫度(du)(du)或可高達(da)1,200℃。目前為止，研究人(ren)員已經成(cheng)(cheng)功將其加熱至840°C高溫，而隨著研究的進行，其儲熱溫度(du)(du)將有(you)望繼續創新(xin)高。該(gai)發(fa)明曾獲得了(le)2016年(nian)度(du)(du)的“R&D100”頂級創新(xin)獎(jiang)。【"R&D100”獎(jiang)項由美國著名科(ke)技(ji)(ji)雜志《R&D》于1963年(nian)創立，在科(ke)技(ji)(ji)界享有(you)“創新(xin)奧斯卡獎(jiang)”的美譽，同時也是國際科(ke)技(ji)(ji)研發(fa)領域極為推(tui)崇的科(ke)技(ji)(ji)研發(fa)獎(jiang)項，該(gai)獎(jiang)項是由獨(du)立評審小(xiao)組和(he)R&D雜志的編輯(ji)共同甄選(xuan)。】

　　下(xia)面的視頻介(jie)紹了下(xia)落(luo)粒(li)子(zi)接(jie)收(shou)器如何測(ce)試支撐劑，以及降低太(tai)陽(yang)能(neng)成本的潛力(li)。該粒(li)子(zi)接(jie)收(shou)器目前正在測(ce)試中心（NationalSolarThermalTestFacility）的太(tai)陽(yang)能(neng)塔頂部進(jin)行(xing)測(ce)試，定日鏡(jing)反射(she)的光(guang)線會直接(jie)照射(she)在粒(li)子(zi)接(jie)收(shou)器上。

　　接收器的(de)(de)太陽(yang)光(guang)(guang)選(xuan)擇性涂層可控制反射鏡吸(xi)收特定波長的(de)(de)太陽(yang)光(guang)(guang)。而相關研(yan)究正在開發(fa)(fa)新(xin)的(de)(de)涂料以(yi)降低太陽(yang)光(guang)(guang)吸(xi)收裝置的(de)(de)“發(fa)(fa)射率”，從(cong)(cong)而大(da)大(da)提(ti)升系統(tong)發(fa)(fa)電(dian)(dian)效率。另外一些創新(xin)型耐高(gao)溫涂層則可以(yi)使吸(xi)熱器在高(gao)溫下(xia)穩(wen)定運行以(yi)產生更多(duo)電(dian)(dian)力，從(cong)(cong)而顯(xian)著提(ti)高(gao)發(fa)(fa)電(dian)(dian)效率。

　　達特茅(mao)斯學院現(xian)正在(zai)(zai)開(kai)發(fa)具有長期抗氧(yang)化保護功(gong)(gong)能的(de)(de)陶瓷涂(tu)(tu)層(ceng)，該涂(tu)(tu)層(ceng)可減少對吸熱(re)器的(de)(de)損(sun)壞威脅(xie)，并(bing)實(shi)(shi)現(xian)高于(yu)90％的(de)(de)熱(re)轉換效率。阿(a)貢國家實(shi)(shi)驗(yan)室也(ye)在(zai)(zai)開(kai)發(fa)能承受800°C工作(zuo)溫度的(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)，該涂(tu)(tu)層(ceng)可同(tong)時保持(chi)對可見(jian)光(guang)的(de)(de)高吸收率和紅外光(guang)的(de)(de)低發(fa)射率。為避免部(bu)分涂(tu)(tu)層(ceng)功(gong)(gong)效隨著(zhu)時間推(tui)移而減弱，該實(shi)(shi)驗(yan)室正在(zai)(zai)嘗試不同(tong)的(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)以確(que)保其(qi)更持(chi)久(jiu)的(de)(de)功(gong)(gong)效。

　　五、創新型反射鏡清洗技術

　　美國開(kai)發(fa)的光熱電站多分布于在(zai)太陽(yang)光充(chong)足的西(xi)南(nan)部沙漠地(di)區，但這些(xie)地(di)區布滿灰塵，因此(ci)光熱電站的反(fan)射(she)鏡需要經常清洗。為減(jian)少(shao)清洗次數并節約(yue)用水，一些(xie)新(xin)技術應運而(er)生。

　　目前波士頓大(da)學正在研(yan)究(jiu)一(yi)種通過電壓脈沖激活的透明電動屏(ping)幕技術將灰(hui)塵顆粒(li)固定的反射鏡(jing)表(biao)面，然(ran)后通過運動電波去除它(ta)們。而橡樹嶺國家實驗室則開發(fa)了一(yi)種特殊的反射鏡(jing)噴涂涂層以(yi)及自動化噴霧(wu)過程，可以(yi)減少反射鏡(jing)表(biao)面一(yi)半左右的灰(hui)塵積累，從而有效減少反射鏡(jing)清洗次數。