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美國Verdicorp推低成本膠囊式相變儲熱系統

發布時間: 2015-02-25 10:07:47    來源: CSPPLAZA光熱發電網
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[摘要]美國佛羅里達大學研發的膠囊式相變儲熱系統就是一種獨特的新型儲熱解決方案。據稱,采用該技術可以大大削減儲熱成本。

  無數個儲熱球次序排列在集裝箱式的儲熱箱體中,就形成了一種獨特的集裝箱式相變儲熱系統。目前,儲熱球的排列方式有內置式和相變瀑流式兩種,可根據項目場地的大小選擇不同的排列方式,兩種儲熱箱在制作費用方面會有所差異。(見圖2)

圖2:模塊化相變蓄熱球儲熱系統的兩種排列結構

  采用陶瓷外殼和金屬外殼的兩種儲熱球使用的熔鹽成份和配制比例都不相同,這使得它們可以應用于不同的領域。金屬外殼相變儲熱球可以應用于中溫領域,運行溫度為0℃~400℃;高溫(400~1000℃)應用領域則必須采用陶瓷外殼,陶瓷外殼的燒結也是一個技術難點,陶瓷通常有毛孔,必須在遠遠超過相變材質熔點1200~1600℃的溫度燒結,佛羅里達大學通過與日本京瓷的合作克服了陶瓷外殼的生產技術問題。

  根據佛羅里達大學的試驗數據和與常規儲熱系統對比證明,這種相變型儲熱系統具有以下幾方面優勢。第一,陶瓷外殼的相變儲熱球儲熱系統運行溫度范圍在400~1000℃之間,遠高于目前常用的熔鹽儲熱系統最高550℃的工作溫度,可以有效提高光熱電站的發電效率;第二,該儲熱系統采用單罐設計,大幅降低儲熱儲罐的投資。另外也可以采用集裝箱式組裝結構,安裝靈活,適合分布式與地面面積有限的項目。第三,該儲熱系統采用模塊化設計,可根據用戶需要滿足不同領域的儲熱應用,既可應用于分布式儲熱領域,也可以用于大規模光熱電站;第四,相對目前市場上的儲熱系統在經濟性方面有了很大提高,有較強的市場競爭力。

  目前這種金屬外殼的相變儲熱球在300~400℃的溫度范圍已完成2200次充放熱循環老化測試(折合系統實際運行7年),傳儲熱各項參數表現穩定。佟光華告訴記者,陶瓷外殼相變儲熱球在400~1000℃溫度范圍的老化測試目前正在進行中。根據整體測試結果評估,這種新型相變儲熱球儲熱系統的運行壽命可以達到25年以上。

  佟光華重點強調了這種新型相變材料儲熱系統的經濟性,他估測該儲熱系統售價可達到200元/千瓦時熱以下,相比目前市場上熔鹽儲熱約300元~400元/千瓦時熱的市場價格大大降低,而且由于其模塊化、安裝靈活的特性,在光熱發電和各種工業熱利用領域都會有極強的適用性。

  目前,Verdicorp公司計劃在澳大利亞昆士蘭利用豐富的太陽熱資源,推出34個分布式光熱發電站,采用新的相變技術作為電站24小時發電的儲能系統,取代目前昂貴的柴油發電站。在國內,已經開始與西北客戶規劃使用這套蓄熱系統作為分布式光熱發電與供暖裝置的儲能系統。

  佟光華同時表示,Verdicorp公司已經取得美國佛羅里達大學專利技術授權,同時也在申請相關制造技術的專利。目前Verdicorp正在中國市場尋找合作伙伴開拓相變熔鹽蓄熱市場,有意向的光熱行業企業或投資體可與其聯系洽談多方面合作,共同推進這種新型相變儲熱系統的商業化應用。

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