下一代太阳能光热电站中熔融氯盐技术研发进展

作     者：丁文进 Thomas Bauer 

作者机构：Institute of Engineering Thermodynamics German Aerospace Center (DLR) 

出 版 物：《Engineering》 (工程(英文))

年 卷 期：2021年第3期

页      面：137-167页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：德国联邦经济和能源部(BMWi)、德国宇航中心(DLR)和德意志学术交流中心(DAAD)联合授予的DLR-DAAD奖学金项目的资助~~ 

主　　题：太阳能 太阳能光热发电(CSP) 热能储存(TES) 导热流体(HTF) 超临界二氧化碳(sCO2)动力循环 腐蚀控制 

摘      要：结合热能储存（TES,以下简称储热）的太阳能光热发电（concentrated solar power, CSP）技术是未来可再生能源系统中最具应用前景的发电技术之一,其可高效利用资源丰富但具间歇性的太阳能,为人们提供稳定可调度且低成本的电力。为了大幅度降低现有商业光热电站的平准化发电成本（levelized cost of electricity, LCOE）,人们正在开发具有更高运行温度和发电效率的新一代CSP技术。与目前商业熔融硝酸盐储热系统相比,下一代CSP电站中的储热系统通过使用新型储热材料可在更高的温度（ 565℃）下运行。本文首先介绍了下一代CSP技术及其储热技术的研发进展,之后重点介绍了基于熔融氯盐（如Mg Cl2/NaCl/KCl混合盐）的先进储热技术。Mg Cl2/NaCl/KCl具有与商业熔融硝酸盐相似的热物性、更高的热稳定性（800℃）和更低的材料成本(0.35 USD·kg–1)。本文综述了熔融氯盐储热技术中混合氯盐的选择与优化、储热相关物性的测定,以及系统中使用的结构材料（如合金）的熔盐腐蚀控制等方面的最新研究进展。