美國西南研究院（SwRI）與政府和商業(yè)合作者合作，成功開發(fā)并演示了世界上第一個用于聚光太陽能發(fā)電(CSP)廠的超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)的全尺寸渦輪機。該技術將超臨界二氧化碳動力循環(huán)與綜合熱能儲存相結(jié)合。

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該項目得到了美國能源部APOLLO項目的支持，該項目是為了提高CSP電廠的性能和降低其電力成本而設立的。10兆瓦的超臨界二氧化碳渦輪機已成功完成了閉環(huán)環(huán)境下的性能和耐久性測試。

超臨界二氧化碳是在臨界溫度和壓力以上的二氧化碳，這使它在具有液體密度的同時表現(xiàn)得像一種氣體。它也是無毒和不可燃的，已被用于干洗過程、低溫室氣體制冷系統(tǒng)，以及咖啡脫咖啡因。

超臨界狀態(tài)下的流體特性使超臨界二氧化碳成為一種高效的發(fā)電流體，因為它具有高密度、低粘度和良好的傳熱特性。

“推進電網(wǎng)規(guī)模的儲能是使可再生能源全面滲透到發(fā)電領域的重要一步。利用超臨界二氧化碳作為工作流體可以使CSP工廠的效率提高10個百分點，”SwRI旋轉(zhuǎn)機械動力學部門經(jīng)理Jason Wilkes博士說。“超臨界二氧化碳循環(huán)的高效率也使渦輪機的占地面積更小--它是標準蒸汽渦輪機的1/20，可以在大多數(shù)環(huán)境中改善安裝。”

CSP技術使用鏡子或透鏡將大量的太陽光集中到接收器上，接收器通常將集中的光轉(zhuǎn)化為熱能，并提取熱能，利用蒸汽渦輪機發(fā)電。該系統(tǒng)將能量作為熱能儲存起來，然后利用超臨界二氧化碳動力循環(huán)將其轉(zhuǎn)化為按需提供的能量，從而提高效率并降低運營成本。

“超臨界二氧化碳動力循環(huán)技術是傳統(tǒng)渦輪機的一小部分，為眾多應用提供了更好的性能。”SwRI機械部主任Tim Allison博士說：“超臨界二氧化碳技術在全循環(huán)條件下的成功示范是一個令人激動的里程碑。”

SwRI和總部位于韓國的全球能源設備公司Hanwha Power Systems開發(fā)并展示了新的整體齒輪式超臨界二氧化碳渦輪機，該渦輪機在全尺寸壓縮機條件下進行了測試，并在高達720℃和275巴的前所未有的MW級條件下對渦輪機進行了全壓全溫測試。該系統(tǒng)計劃在未來被整合到CSP試驗工廠中。

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關鍵詞： 硬件 美SwRI演示為聚光太陽能發(fā)電廠開發(fā)的超臨界二氧化碳