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超超临界CO2透平简介
超临界CO2透平是一种以超临界CO2为工质的基于布雷顿循环原理的动力发电设备,是一种比传统蒸汽轮机更为先进的发电装备,作为一种外燃机,其也可采用太阳能作为热源,由此也诞生了基于超临界CO2循环的光热发电技术。
超临界超临界CO₂系统简介
超临界CO₂系统是一种高级电力循环系统,其采用二氧化碳作为工作介质、在封闭的布雷顿热力循环中做功,热电转换效率远高于以蒸汽作为工作介质的传统蒸汽轮机和以燃气为介质的燃气轮机。在SunShot计划的支持下,包括Brayton能源公司、美国国家可再生能源实验室、西南研究所等多家单位都获得了资金支持研究与此相关的技术。
超临界CO2透平优点
超临界CO2透平如果用于地面发电厂,除了体积小、重量轻之外,还可以不用水,适合荒漠缺水地区的应用,是太阳能光热发电的理想选择,使用CO2做工质时,不存在工质冻结的问题,管路上不用电伴热,施工简单,并可显著降低成本。其应用于太阳能光热发电系统可实现效率的显著提升。系统仅需要较低的热量即可启动发电机、其应对负荷变化调整迅速、支持快速启停,这些优点是普通发电系统所无法比拟的。SolarReserve首席技术官Bill Gould曾表示,此种技术对光热发电站启动过慢的缺陷是一种有益的改善。
NREL主持超临界二氧化碳布雷顿循环10MW级示范项目的高级工程师和主要负责人Craig Turchi也曾表示,经过我们此前的一系列研究,我们认为超临界二氧化碳作为工质的光热发电系统在高达600到700摄氏度的温度范围内运行都可以有良好表现。超临界二氧化碳发电可以在500摄氏度以上,20兆帕的大气压下实现高效率的热能利用,可以轻松达到45%以上,这将有效提高电力产能。美国能源部之所以支持此项研发,也是看到了此项技术在提高发电效率和降低成本方面的巨大潜力。
超临界CO2循环对光热发电的LCOE到底将造成何种影响?
超临界CO2循环系统的研发在全球范围内目前仍是一个新课题,但其优良的特性和对发电技术可能带来的颠覆已经受到了越来越广泛的认知,其技术研发和商业化应用进程的速度也正在逐步加快。
国内电力系统目前对超临界CO2循环技术的认识还处于十分初级的层面,对该系统进行研发和示范的机构也少之又少,这一点应引起我们的足够重视。中国科学院电工研究所研究员王志峰就曾在公开场合呼吁,光热发电行业和电力行业应重视超临界CO2循环发电技术的研发和应用,这是一种可能带来发电系统变革的技术。