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CSPPLAZA光熱發電網報道：在(zai)光(guang)熱發電(dian)四種主流技(ji)(ji)術路線(xian)中(zhong)，槽(cao)式技(ji)(ji)術相(xiang)對更加成熟，商業化驗證程(cheng)度(du)也更高，其裝機(ji)量在(zai)目前(qian)已建成光(guang)熱發電(dian)項(xiang)目裝機(ji)量中(zhong)占(zhan)比約80%。而塔式光(guang)熱技(ji)(ji)術正憑借其較高的工作運行溫度(du)和因(yin)此帶(dai)來(lai)的整體系統效(xiao)率提(ti)升開始發力(li)，在(zai)全(quan)球范圍內(nei)開始得到大規模部(bu)署。

如何降低塔式(shi)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電技術的(de)(de)成(cheng)本已(yi)成(cheng)為各光(guang)熱(re)(re)國家關注的(de)(de)焦點問題之一。近(jin)日(ri)，來自德國宇(yu)航中(zhong)心DLR的(de)(de)塔式(shi)太(tai)陽能(neng)熱(re)(re)發(fa)電系統(tong)研究主(zhu)管Reiner Buck發(fa)表了一篇名為Solar Tower System Temperature Range Optimization for Reduced LCOE的(de)(de)論文。在(zai)該論文中(zhong)，Buck闡(chan)述了塔式(shi)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電系統(tong)可通(tong)過采用運行(xing)溫度范圍更大(da)的(de)(de)新(xin)型傳儲熱(re)(re)介質來降低平均化電力(li)成(cheng)本（LCOE）的(de)(de)觀(guan)點。

目前塔(ta)(ta)式光(guang)熱電站普遍采用熔鹽(yan)作為傳儲熱介(jie)質，而熔鹽(yan)的(de)高熔點、腐蝕性(xing)等特質決定(ding)了(le)其在(zai)光(guang)熱電站中的(de)運行溫度須保(bao)持在(zai)290℃~565℃的(de)范圍內。Buck在(zai)其研(yan)究(jiu)中則使用了(le)鋁土(tu)礦顆(ke)粒(li)來(lai)代替(ti)熔鹽(yan)作為塔(ta)(ta)式光(guang)熱系統的(de)新型傳儲熱介(jie)質。

鋁(lv)(lv)土(tu)礦顆(ke)粒(li)是一種易(yi)獲取且性質較(jiao)為穩定的(de)砂狀材料。在光(guang)熱電站中，鋁(lv)(lv)土(tu)礦顆(ke)粒(li)的(de)運(yun)(yun)行(xing)溫(wen)度(du)為400℃~1000℃，溫(wen)差(cha)高達600℃，而熔鹽運(yun)(yun)行(xing)溫(wen)度(du)為290℃~565℃，溫(wen)差(cha)還不到300℃。

由于(yu)鋁土礦(kuang)顆粒重量較大，如何確保其在塔式電站中的(de)順利“流(liu)通(tong)”成為一個(ge)不小(xiao)的(de)難題。Buck對此提(ti)出了新(xin)的(de)想法。他表示，多個(ge)吸熱塔可“共享”同一個(ge)常規(gui)島(dao)模塊，顆粒則(ze)被置于(yu)隔熱容器內，并通(tong)過自動卡(ka)車(che)而實現吸熱塔與常規(gui)島(dao)之間(jian)的(de)“往返運行”。

按照Buck的設想，熱(re)顆(ke)粒(li)與冷(leng)顆(ke)粒(li)將分(fen)別(bie)需要三個隔熱(re)容(rong)器來“運輸”。根據顆(ke)粒(li)流速，卡車可(ke)以服務(wu)于一個或多個吸熱(re)塔。

Buck表(biao)示，“使用帶(dai)有隔熱(re)容器(qi)的卡車(che)來(lai)運輸(shu)這些顆粒可能是效率最(zui)高且成本(ben)最(zui)低的選擇，很顯然，這樣(yang)做可以避免熱(re)量(liang)損耗且可節省保溫成本(ben)。”

而在每個(ge)吸熱(re)(re)(re)塔(ta)的(de)塔(ta)頂，將分別配置由(you)Buck及(ji)他的(de)研(yan)發(fa)團隊共同研(yan)發(fa)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)離心式吸熱(re)(re)(re)器(qi)。這種吸熱(re)(re)(re)器(qi)被命名(ming)為(wei)“CentRec?”。“CentRec?”中有一個(ge)像水泥攪(jiao)拌(ban)機一樣的(de)旋(xuan)轉(zhuan)室，可(ke)施加離心力以保持顆粒(li)沿著室壁運動。

目前“CentRec?”的運行功(gong)率不(bu)高于(yu)50MW，但Buck表示不(bu)排除未來其功(gong)率將(jiang)有進一步提(ti)升的可能。

另外，在Buck的試驗中，他(ta)(ta)并未選(xuan)(xuan)擇為電站配(pei)置超(chao)臨界二氧化碳循環(huan)系(xi)統，而是選(xuan)(xuan)用了常規(gui)620℃蒸汽循環(huan)系(xi)統，Buck指出這將(jiang)不會對(dui)他(ta)(ta)的試驗結果產生(sheng)影響。

Buck的試驗結(jie)果證明了介質運(yun)行溫度范圍擴大對塔(ta)式(shi)電站LCOE的影(ying)響。下圖曲線顯示了擴大溫度范圍的好處：溫度范圍越大，LCOE越低(di)。

如圖顯示，若顆(ke)(ke)粒進(jin)口(kou)溫度(du)為400℃（綠線），那(nei)么若顆(ke)(ke)粒進(jin)出(chu)口(kou)溫差為300℃，電(dian)站(zhan)LCOE將(jiang)為0.061歐(ou)元/kWh，若顆(ke)(ke)粒進(jin)出(chu)口(kou)溫差達到600℃，電(dian)站(zhan)LCOE將(jiang)降(jiang)為0.056歐(ou)元/kWh。

同理(li)，若(ruo)顆粒進口溫(wen)度為(wei)500℃（藍(lan)線），那么若(ruo)顆粒進出(chu)口溫(wen)差為(wei)200℃，電站LCOE將(jiang)(jiang)為(wei)0.064-0.065歐(ou)元(yuan)/kWh，若(ruo)顆粒進出(chu)口溫(wen)差達到500℃，電站LCOE將(jiang)(jiang)降為(wei)0.057歐(ou)元(yuan)/kWh。

附英文原文鏈接：