作者:叶满山 来源:中国科学报 发布时间:2023/10/7 16:32:06
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纳米高熵太阳能吸收涂层在百兆瓦塔式熔盐光热电站获应用

 

太阳能光热发电具有储能和调峰调频特性,与光伏、风电互补,是新能源安全可靠替代传统能源的有效手段,也是加快规划建设新型能源体系的有效支撑。塔式光热发电具有良好的经济性,是光热发电主流技术路线。吸热器是塔式光热系统的核心部件,承担着将太阳能转化为热能的重要作用,吸热器表面涂覆的高温太阳能吸收涂层被认为是光热发电系统的“核芯”材料,对实现高效率光热转换和提高电站收益起到至关重要的作用。

中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室低碳能源材料组高祥虎研究员、刘刚研究员团队长期致力于塔式光热发电光学材料与工程关键技术研发及工程应用。团队突破了纳米高熵高温太阳能吸收涂层关键技术,研制了SolarShot1108高温太阳能吸收涂层并实现了规模化制备,高温工况下太阳能吸收率可达0.975。与国外产品相比,SolarShot1108具有更高的吸收率和更低的热发射率,可有效提高光热转换效率和电站收益。2021年,SolarShot1108纳米高熵太阳能吸收涂层在敦煌首航节能10MW塔式熔盐光热电站开展工程验证并取得光热电站使用业绩。2023年该涂层在敦煌首航节能100MW塔式熔盐光热电站进行应用。

近期,项目团队委托西安热工研究院有限公司对SolarShot1108和国外产品在首航节能敦煌100MW光热发电站吸热器上进行了热性能测试评估。结果表明,SolarShot1108纳米高熵太阳能吸收涂层的整体性能优于国外产品;工程试验测试表明,SolarShot1108纳米高熵太阳能吸收涂层的整体吸热率比国外产品提升约3.9%。此次热性能测试评估结果,有力证明SolarShot1108纳米高熵太阳能吸收涂层的技术优越性。

敦煌首航节能100MW塔式熔盐光热电站是国家首批光热发电示范电站之一。镜场总反射面积达140多万平方米,占地面积780公顷,设计年发电量达3.9亿千瓦时,每年可减排二氧化碳35万吨,是目前全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大、建设周期最短、可24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站

2023年国家能源局发布的《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》提出,结合沙漠、戈壁、荒漠地区新能源基地建设,尽快落地一批光热发电项目。力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。

该研究成果将为光热发电规模化发展提供技术支撑,为确保我国光热发电行业发展安全作出贡献。

  敦煌首航节能10MW、100MW塔式熔盐光热电站。兰州化物所供图。

 
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