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加州SMUD光熱燃氣聯合循環電站的高設計要求
發布者：本網記者Alice | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 5960查看 | 2013-11-27 11:40:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：增加儲熱系統來滿足晚間高峰用電期的太陽能電力輸出，提高工作溫度以實現更高的光電轉換效率。這不是一個常規光熱電站的建設要求，而是美國加州將要為一個燃氣發電廠提供光熱混合發電的ISCC電站項目的設計目標。

　　美國能源部此前宣布給予一個新的光熱發電項目1000萬美元的資金扶持，該項目由加州首府Sacramento公共事業區（SMUD）牽頭，為SMUD的500MW的Cosumnes天然氣發電廠增加光熱聯合循環系統，該項目的目標是設計、建設并測試一個具備成本競爭力的光熱化石燃料混合發電系統。

　　常見的ISCC光熱燃氣聯合循環電站由太陽能集熱場提供的蒸汽溫度在400攝氏度左右，Cosumnes項目的目標則是產出符合燃氣電廠565攝氏度的蒸汽溫度水平的高溫蒸汽，以實現更高的光電轉換效率。

　　SMUD的研發部門可再生能源項目經理Elaine Sison-Lebrilla稱，該項目初步的可行性研究將確定天然氣電廠從太陽能光場中能獲得多少額外熱量。SMUD董事會批準該可行性研究報告后，項目將在今年12月份或明年初進行招標。

　　Cosumnes燃氣電廠位于Sacramento東南25英里，裝配兩個蒸汽發電機組，運行壓力1811psi(1psi=6.896kpa)。該項目預計總投資為5000萬美元，CSP系統規劃占地面積90英畝。目前尚未確定具體采用塔式還是槽式技術。項目的許可和建設周期很可能被定為3年，建設完成后再用一年時間對項目進行運行監測。項目總運營期設定為20年。

　　Sison-Lebrilla說道，“我們目前還沒有建設過任何一個CSP電站，此項目也是我們學習了解CSP技術的良機。光熱發電目前的成本相較其它可再生能源發電技術還較高，能夠獲得能源部的資金扶持對我們來說是一個很好的機遇”。

　　該項目是聯邦政府“利用CSP集熱系統開發基荷性可再生能源項目（HIBRED）計劃”的一部分，是Sunshot計劃推動太陽能發電成本實現可以與煤電或天然氣成本相抗衡目標的支撐項目。HIBRED項目設定的目標是推廣實用先進的CSP系統，在無補貼情況下到2016年實現LCOE達到0.10美分/Kwh的目標。

　　根據國家環境政策法案，獲得政府資金扶持的項目將通過三個階段完成。第一階段將進行分析、設計并選擇CSP供應商、進行項目許可、完成融資。第二階段和第三階段將建設項目、進行系統分析和項目驗證。

　　將光熱發電系統接入該燃氣電廠的目標是擴大晚間高峰用電段的電力供應。項目計劃采用儲熱技術，最小的光熱裝機容量為10MW，并要求達到565攝氏度的蒸汽接入溫度。光熱燃氣混合發電相對純光熱發電的LCOE要低一些，同時還能降低項目風險和建設時間，并幫助滿足高峰用電需求，降低碳排放，提高化石燃料利用效率。該項目要求實現的565攝氏度的蒸汽溫度使得“傳統槽式技術”基本沒有被采用的可能性，采用塔式技術更易實現這一目標。

　　加州科研院校的研究者們一直在尋求開發更高運行溫度的傳熱介質。在Sunshot計劃的支持下，加州大學洛杉磯分校、伯克利實驗室和加州大學、耶魯大學正在聯合對液態金屬這種新型傳熱介質進行研究，以實現更高溫度、提高效率并削減發電成本。

　　當前有所應用的傳熱介質可達到的最高運行溫度不超過600攝氏度，但如果達到650的溫度可實現50%以上的熱電轉化效率。亞利桑那州立大學和喬治亞理工學院領導的項目團隊正在對熔鹽進行進一步的研發，目標是開發出熔點250攝氏度以下，運行溫度最高可達800攝氏度的熔鹽，并使其成本低于1美元/Kg。而SMUD項目仍將采用熔鹽儲熱，具體的熔鹽產品選擇也會考慮新的熔鹽產品。
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