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洪慧:太陽能與化石燃料熱化學互補成為解決途徑之一

   2013-09-11 世紀新能源網(wǎng)15240
核心提示:2013年8月12日至14日,由中國可再生能源學會、中國工程熱物理學會及科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司聯(lián)合主辦,中國科學院電工研究所、
2013年8月12日至14日,由中國可再生能源學會、中國工程熱物理學會及科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司聯(lián)合主辦,中國科學院電工研究所、國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟承辦,國際太陽能熱發(fā)電和熱化學組織、海南省可再生能源協(xié)會、首航節(jié)能光熱技術(shù)股份有限公司和皇明太陽能股份有限公司協(xié)辦的“第七屆太陽能熱發(fā)電技術(shù)三亞國際論壇”在海南省三亞市隆重召開。本屆論壇部分代表的發(fā)言內(nèi)容和觀點總結(jié)如下:

洪慧 副研究員 (中國科學院工程熱物理研究所)

雖然我國目前太陽能熱利用市場規(guī)模巨大,但熱利用率占一次能源供應(yīng)比重不足1%,難以滿足我國節(jié)能減排重大需求,迫切需要規(guī)?;柲軣岚l(fā)電技術(shù)。由于太陽能獨立熱發(fā)電系統(tǒng)較高的成本,太陽能與化石燃料熱化學互補成為解決途徑之一。

而中低溫太陽能熱化學互補成為新的切入點,發(fā)掘化學能可用能潛力,提升中低太陽能集熱作功能力。從聚光源頭,首次建立能源互補品位耦合方程,揭示了從太陽能集熱到燃料轉(zhuǎn)化再到卡諾循環(huán)的能量轉(zhuǎn)化本質(zhì),以及燃料、Gibbs自由能、太陽能、熱能之間最大作功能力基本關(guān)系?;谝陨侠碚摶A(chǔ)研究,從太陽能與化石燃料品位耦合思路出發(fā)提出中低溫太陽能驅(qū)動化石燃料轉(zhuǎn)換,研制了國際首套中低溫太陽能燃料吸收反應(yīng)器:拋物槽聚光鏡:開口面積30m2,聚光比70,焦線寬度約45mm,聚光集熱裝置功率15kW,聚光集熱溫度240~300℃,同時提出太陽能吸熱器/反應(yīng)器一體化設(shè)計方法。通過實驗驗證,首次獲得輻照強度與反應(yīng)速率實驗關(guān)系式,揭示了太陽能熱化學動力學規(guī)律為太陽能聚光與燃料轉(zhuǎn)換的耦合方法提供依據(jù)。實驗結(jié)果顯示熱化學效率為30%~50%,發(fā)表國際期刊論文7篇。

在太陽能與化石燃料互補系統(tǒng)集成方面,研發(fā)國際首套太陽能熱化學互補發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺,合成氣產(chǎn)出:10-16 m3/h;中低熱值發(fā)電:10kW;研發(fā)太陽能與甲醇互補內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)技術(shù),太陽能凈發(fā)電效率可達25-30%,投資4000-6000元/kW,開拓了太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)低成本的途徑。在太陽能與燃煤熱互補方面,太陽熱能借助大規(guī)模高效汽輪機,大幅度提高凈發(fā)電效率間接產(chǎn)生蒸汽作功,避免了高溫真空吸收管技術(shù)瓶頸互補發(fā)電,可以取消蓄能,成本降低。光煤互補可實現(xiàn)年均凈發(fā)電效率17~19%;高于單純太陽能槽式熱發(fā)電站SEGS系列的年均凈發(fā)電效率10~14%。此技術(shù)將應(yīng)用于我國首座 MW級光煤互補示范電站。最后,在塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)方面,提出的雙級蓄熱成功應(yīng)用于國內(nèi)首座塔式太陽能熱發(fā)電示范電站中。(供稿:國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟)
 
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