CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：今年3月份，美國能源部（DOE）宣布將撥款1.3億美元（約合人民幣8.7289億元）用以推進創(chuàng)新型太陽能項目的初期研發(fā)。其中光熱發(fā)電領域撥款約3000萬美元，用以研究包括可顯著降低制造成本的新材料和技術，以及新的能源存儲技術，并開發(fā)可使太陽島實現(xiàn)全自動化運作的解決方案。旨在確保光熱發(fā)電可在任何時間或季節(jié)提供電力，并實現(xiàn)DOE制定的在2030年前光熱電站（儲熱時長≥12小時）發(fā)電成本降至5美分/kWh的目標。

目前，DOE已公布了光熱領域確認獲撥款支持的項目名單，分別是：

儲熱相關

亞利桑那州立大學（1）

項目名稱：適用于先進熱力循環(huán)的低成本短期/長期熱化學和化學儲能

地點：亞利桑那州坦佩

美國能源部獎勵金額：330萬美元

分擔費用：80萬美元 

項目摘要：該項目旨在將多個熱化學儲能組件集成到光熱發(fā)電系統(tǒng)設計中，使系統(tǒng)可以兼具短期與長期的儲能功能。這些組件將采用可以與超臨界二氧化碳熱力循環(huán)進行集成的設計。該團隊將進行技術經(jīng)濟性分析，以改善光熱發(fā)電系統(tǒng)的設計和運行，并確保全年的能源可分配性。

密歇根州立大學

項目名稱：可實現(xiàn)長期儲能的固態(tài)太陽能熱化學燃料

地點：密西根州東蘭辛

美國能源部獎勵金額：200萬美元

分擔費用：50萬美元

項目摘要：密歇根州立大學及其合作伙伴將開發(fā)一種低成本，零排放的固態(tài)燃料，這種燃料可用以短期或長期儲能，且不會對環(huán)境造成傷害。當無需進行太陽能儲存時，其可貯存于容器中。這種新型燃料在長期及大容量使用條件下頗具經(jīng)濟競爭力。

國家可再生能源實驗室（1）

項目名稱：利用工業(yè)副產(chǎn)品的經(jīng)濟高效，高溫，顯熱儲能的環(huán)境設計

地點：科羅拉多州戈爾登

美國能源部獎勵金額：170萬美元

分擔費用：40萬美元

項目摘要：該項目將設計一種經(jīng)濟有效的結(jié)構(gòu)，用于使用復合混凝土的儲罐，以幫助實現(xiàn)15美元/千瓦時的儲熱成本。該團隊還將通過開發(fā)一種新的復合陶瓷材料來提高儲罐內(nèi)部絕熱材料的機械強度和熱穩(wěn)定性，這種復合陶瓷材料中的空心層是小且輕盈并填充有氣體的二氧化硅或氧化鋁空心球，可防止鹽滲入。

SUNVAPOR

項目名稱：應用于太陽能工業(yè)蒸汽領域的低成本緩沖存儲罐

地點：加利福尼亞利佛摩

美國能源部獎勵金額：250萬美元

分擔費用：250萬美元

項目摘要：該項目將展示如何使用通常用于存儲液化石油氣的巨大儲罐來積累和存儲太陽能產(chǎn)生的蒸汽，以及如何將該蒸汽用于制造過程。由于壓水堆的低成本以及在高于100℃的溫度下運行的能力，該技術應具有成本效益。此外，項目團隊將調(diào)整儲罐的尺寸，以實現(xiàn)低成本的太陽能熱能存儲，并且太陽能蒸汽將能夠用于各種工業(yè)應用中。

材料與生產(chǎn)

BRAYTON ENERGY

項目名稱：高級二氧化碳換熱器中高強度鎳合金薄板的蠕變和疲勞特性

地點：新罕布什爾州漢普頓

美國能源部獎勵金額：70萬美元

分擔費用：20萬美元

項目摘要：Brayton Energy和Oak Ridge國家實驗室將研究薄板鎳合金740H和282的蠕變行為（在機械應力下變形的趨勢），以了解它們是否可以延長光熱電站中超臨界二氧化碳（CO2）換熱器的壽命。該研究將提供用于建造換熱器的金屬的結(jié)構(gòu)特征的有關信息，并確定換熱器組件的厚度。

CERAMIC TUBULAR PRODUCTS

項目名稱：適用于高于700℃的光熱發(fā)電液體通路的高溫碳化硅復合材料吸熱器組件

地點：弗吉尼亞州林奇堡

美國能源部獎勵金額：190萬美元

分擔費用：50萬美元

項目摘要：該項目團隊將為集中式太陽能熱電廠（CSP）中的熔融氯鹽和液態(tài)鈉吸熱器開發(fā)碳化硅復合吸熱管。該管在高溫下具有優(yōu)于金屬合金的熱機械性能和耐腐蝕性。且壽命更長，從而提高了光熱發(fā)電系統(tǒng)的性能。

ECHOGEN POWER SYSTEMS

項目名稱：適用于基于二氧化碳的動力循環(huán)和儲能系統(tǒng)的高級壓縮機

地點：俄亥俄州阿克倫

美國能源部獎勵金額：440萬美元

分擔費用：110萬美元

項目摘要：該項目將開發(fā)一種用于超臨界二氧化碳動力循環(huán)和儲能系統(tǒng)的大型，低成本，單軸壓縮機，以改善光熱發(fā)電系統(tǒng)的性能。常規(guī)壓縮機系統(tǒng)具有多個軸，但是機械效率較低且成本較高。該小組將在圣母大學的測試設施中建造和測試該壓縮機原型。

通用電氣公司，通用電氣公司研究中心GE Research

項目名稱：減少超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)資本成本的近終型熱等靜壓機制造方式

地點：紐約州尼斯卡尤納

美國能源部獎勵金額：250萬美元

分擔費用：60萬美元

項目摘要：GE Research將通過高溫擠壓金屬粉末，為光熱電站制造先進的超臨界二氧化碳動力循環(huán)結(jié)構(gòu)。這一工藝預計可將相關部件制造成本減少一半以上，并將增強美國在先進制造和高效發(fā)電方面的作用。

國家可再生能源實驗室（2）

項目名稱：用于Gen3 CSP的高級制造部件，子組件及其焊接件的熱機械行為

地點：科羅拉多州戈爾登

美國能源部獎勵金額：200萬美元

分擔費用：50萬美元

項目摘要：該項目將制定策略，以防止在第三代聚光太陽能（Gen3 CSP）系統(tǒng)中與熔融氯化物接觸的管道和其他金屬表面發(fā)生腐蝕。該團隊將探索換熱器等組件以及管道材料包層的先進制造技術。該技術可延長光熱發(fā)電組件和設備的使用壽命。

橡樹嶺國家實驗室

項目名稱：用于CSP渦輪機械新型自潤滑高效刷式密封的垂直排列的碳納米管陣列

地點：田納西州橡樹嶺

美國能源部獎勵金額：140萬美元

分擔費用：40萬美元

項目摘要：在超臨界二氧化碳光熱發(fā)電系統(tǒng)中，金屬刷式密封可以防止渦輪機內(nèi)部能量泄漏，但是該項目將在靈活的基礎上開發(fā)新的可伸縮式密封刷，提高密封的效率和耐用性。該密封件將由垂直排列的碳納米管陣列制成，并使用化學氣相沉積工藝而無需催化劑。該項目旨在提高渦輪機效率，并將制造成本降低至少一半。

普渡大學

項目名稱：耐氧化，耐熱機械的陶瓷復合換熱器

地點：印第安那州西拉斐特

美國能源部獎勵金額：350萬美元

分擔費用：90萬美元

項目摘要：該項目團隊將開發(fā)具有成本效益的陶瓷復合材料主換熱器，該換熱器具有超強的抵抗超臨界二氧化碳及熔鹽腐蝕的能力，并且不會在高達800℃的溫度下變形或破裂。這些換熱器較傳統(tǒng)換熱器使用壽命更長，并能提高光熱電站系統(tǒng)的運行效率和使用壽命。

圣地亞哥國家實驗室

項目名稱：高溫防凍防漏熔鹽閥

地點：新墨西哥州阿爾伯克基

美國能源部獎勵金額：200萬美元

分擔費用：50萬美元

項目摘要：該項目團隊將開發(fā)一種堅固的熔鹽閥，該閥門可減輕光熱發(fā)電系統(tǒng)中高達750℃工作溫況下的泄漏和凍結(jié)問題。該設計將使用適合于不同閥門類型的被動和主動熱管理策略。這將確保閥門能在高溫下長期運行，確保系統(tǒng)使用壽命延長至30年，并減少因凍結(jié)和停機而造成的運行和管理負擔。

光熱發(fā)電太陽島自動化

亞利桑那州立大學（2）

項目名稱：用于自主檢測太陽島及吸熱器的偏振丈量成像系統(tǒng)

地點：亞利桑那州坦佩

美國能源部獎勵金額：200萬美元

分擔費用：50萬美元

項目摘要：該項目將開發(fā)使用偏振測量的成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測量光線如何對齊或偏振。與傳統(tǒng)的光學測量相比，偏振的測量具有更高的靈敏度。成像系統(tǒng)將足夠小，可以連接到無人機，并可用以評估光熱發(fā)電集熱器系統(tǒng)的性能。其也可以安裝到塔式光熱電站的中央塔上。 自主成像可以檢測到鏡面的損壞和污染，并減少反射鏡對準誤差，從而提高效率。

附英文原文鏈接：US Lists $30 Million in 2019 Concentrated Solar Power Research Awards