太陽(yáng)能與微型燃?xì)廨啓C(jī)的完美結(jié)合

太陽(yáng)能已經(jīng)在各個(gè)國(guó)家的新能源開(kāi)發(fā)中承擔(dān)日益重要的角兒，大眾媒體將太陽(yáng)能發(fā)電大部分聚焦在光伏發(fā)電(PV)，不過(guò)近些年太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其是聚光太陽(yáng)能發(fā)電(CSP)一直在穩(wěn)步發(fā)展中。

CSP電廠的基本原理：利用匯聚的太陽(yáng)光加熱液體或氣體介質(zhì)，然后把這部分由介質(zhì)傳導(dǎo)的熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再?gòu)臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能通常是用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。在一些較新的CSP電站中還有儲(chǔ)熱罐，能將太陽(yáng)能以熱能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，需要的時(shí)候再放出熱量用于發(fā)電。

CSP中有一種類型叫parabolicdish，即拋物面蝶式，用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。與其他CSP發(fā)電技術(shù)集中用渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，而碟式系統(tǒng)則是每個(gè)獨(dú)立的聚熱模塊都能就地進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換，具有靈活部署的模塊化特點(diǎn)。單臺(tái)斯特林的功率為1-30kW，CSP系統(tǒng)既適合以數(shù)百千瓦的規(guī)模進(jìn)行分布式部署，又有能力構(gòu)建數(shù)百兆瓦的大型電站。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性始終是一大硬傷，微型燃?xì)廨啓C(jī)(MGT)則可以解決這一難題。

倫敦CITY大學(xué)能源工程教授Abdulnaser Sayma認(rèn)為，現(xiàn)在人們?nèi)匀辉趪L試使用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂休^高的設(shè)計(jì)效率，但是可靠性問(wèn)題非常突出。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)需要使用氣體，通常是氫氣或氦氣，并儲(chǔ)藏在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)容，一段時(shí)間后活塞環(huán)會(huì)產(chǎn)生泄露，必須經(jīng)常填充新的氣體。

幾年前歐盟看中了CSP的潛力，將蝶式CPS技術(shù)列為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)，力求解決其可靠性的問(wèn)題。AbdulnaserSayma教授于是于2011年申請(qǐng)了項(xiàng)目，得到了歐盟的資助。其實(shí)，用微型燃機(jī)的太陽(yáng)能蝶式發(fā)電并非全新的概念，類似的項(xiàng)目在過(guò)去很多，但是區(qū)別是過(guò)去的發(fā)電容量更大。

AbdulnaserSayma教授的項(xiàng)目分為三個(gè)階段：(1)部件開(kāi)發(fā)(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成(3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，出了主導(dǎo)該項(xiàng)目外，CITY大學(xué)還在瑞典Compower公司的支持下開(kāi)展微型燃機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、建造和試驗(yàn)。其他合作者還有瑞典KTH皇家理工學(xué)院和意大利Innova等，共計(jì)8個(gè)合作伙伴，來(lái)自5個(gè)不同的國(guó)家。整個(gè)項(xiàng)目耗資580萬(wàn)歐元，其中442萬(wàn)元源自歐盟資助。