Máy quay sCO2 được phát triển cho nhà máy điện mặt trời tập trung

Viện Nghiên cứu Tây Nam đã làm việc với các cộng tác viên chính phủ và thương mại để phát triển và trình diễn thành công máy tua-bin quy mô đầy đủ cho một trong những hệ thống điện carbon dioxide (sCO2) siêu tới hạn đầu tiên trên thế giới cho nhà máy điện mặt trời tập trung (CSP). Công nghệ kết hợp chu trình năng lượng sCO2 với tích hợp năng lượng nhiệt.

Dự án được hỗ trợ bởi chương trình APOLLO của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, được tạo ra để cải thiện hiệu suất và giảm chi phí điện từ các nhà máy CSP. Máy động cơ tuabin sCO2 công suất 10MW đã hoàn thành xuất sắc các bài kiểm tra hiệu suất và độ bền trong môi trường vòng kín.

sCO2 là carbon dioxide được giữ ở nhiệt độ và áp suất tới hạn, khiến nó hoạt động giống như một chất khí trong khi có khối lượng riêng của chất lỏng. Nó cũng không độc hại và không cháy, đã được sử dụng trong quy trình giặt hấp, hệ thống làm lạnh ít GHG, cũng như để khử caffein.

Các đặc tính của chất lỏng ở trạng thái siêu tới hạn làm cho sCO2 trở thành chất lỏng hiệu quả cao để tạo ra năng lượng do mật độ cao, độ nhớt thấp và các đặc tính truyền nhiệt thuận lợi.

“Nâng cao khả năng lưu trữ năng lượng trên quy mô lưới là một bước quan trọng để cho phép thâm nhập đầy đủ năng lượng tái tạo vào sản xuất điện. Sử dụng sCO2 làm chất lỏng hoạt động có thể tăng hiệu suất của nhà máy CSP lên tới 10 điểm phần trăm, ”Tiến sĩ Jason Wilkes, quản lý Bộ phận Động lực Máy quay của SwRI cho biết. “Hiệu suất cao của chu trình sCO2 cũng cho phép máy tua bin có diện tích nhỏ hơn – nó có kích thước bằng 1/5 tua bin hơi tiêu chuẩn, cho phép cải thiện việc lắp đặt trong hầu hết các môi trường.”

Công nghệ CSP sử dụng gương hoặc thấu kính để tập trung một lượng lớn ánh sáng mặt trời vào bộ thu, thường chuyển đổi ánh sáng tập trung thành nhiệt và chiết xuất nhiệt năng để tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng tuabin hơi nước. Hệ thống lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt, sau đó có thể được chuyển đổi thành năng lượng theo yêu cầu bằng cách sử dụng các chu kỳ năng lượng sCO2, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí vận hành.

“Công nghệ chu trình năng lượng sCO2 chỉ bằng một phần nhỏ kích thước của máy móc tuabin thông thường, mang lại hiệu suất cải thiện cho nhiều ứng dụng. Tiến sĩ Tim Allison, Giám đốc Bộ phận Máy móc của SwRI cho biết, việc trình diễn công nghệ sCO2 ở quy mô MW thành công ở điều kiện toàn chu kỳ là một cột mốc thú vị.

SwRI và Hanwha Power Systems, một công ty thiết bị năng lượng toàn cầu có trụ sở chính tại Hàn Quốc, đã phát triển và trình diễn máy tuabin sCO2 có hộp số tích hợp mới được thử nghiệm ở điều kiện máy nén quy mô hoàn chỉnh và thử nghiệm nhiệt độ đầy đủ áp suất của tuabin ở điều kiện quy mô MW chưa từng có. lên đến 720 ° C và 275 bar. Hệ thống này dự kiến sẽ được tích hợp vào nhà máy thí điểm CSP vào một ngày trong tương lai.

Tài liệu này dựa trên công việc được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng, Văn phòng Hiệu quả Năng lượng và Năng lượng Tái tạo (EERE), theo Số Giải thưởng DE-0007114.

Theo Scitechdaily