圖：碟式聚光合成氣發(fā)生器系統(tǒng)
該系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于利用太陽(yáng)熱能將天然氣轉(zhuǎn)化為一種新型燃料合成氣（syngas），這種合成氣由氫氣和一氧化碳構(gòu)成，syngas擁有更高的能量密度，在傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)的前端安裝PNNL的這個(gè)合成氣發(fā)生系統(tǒng)，就可以組成一個(gè)太陽(yáng)能燃?xì)饣旌习l(fā)電站。一個(gè)燃?xì)獍l(fā)電廠配置這種系統(tǒng)后，可降低20%的燃?xì)庀摹?/div>
PNNL主導(dǎo)該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的工程師Bob Wegeng表示：“相對(duì)于傳統(tǒng)的燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)，我們這種創(chuàng)新性系統(tǒng)耗費(fèi)很少的燃?xì)饧纯僧a(chǎn)生同樣多的電能，同時(shí)還降低了溫室氣體排放，在成本上也可與傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電相抗衡。”
合成氣事實(shí)上是以一氧化碳和氫氣為主要組分，用作化工原料的一種原料氣。傳統(tǒng)的利用天然氣生產(chǎn)合成氣的方法為天然氣蒸汽法。其原理是基于這種化學(xué)反應(yīng)：CH4 + H2O → CO + 3H2。
PNNL則利用碟式聚光技術(shù)制造syngas。該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的主要目標(biāo)就是如何利用太陽(yáng)能制造這種合成氣。據(jù)PNNL介紹，這種合成氣發(fā)生器約4英尺長(zhǎng)，2英尺寬，設(shè)備組件由一個(gè)化學(xué)反應(yīng)器和幾個(gè)熱交換器構(gòu)成，熱化學(xué)反應(yīng)器擁有很窄的通道，經(jīng)聚光的太陽(yáng)能加熱通道內(nèi)的天然氣，在催化劑的幫助下將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣。類似于傳統(tǒng)的斯特林太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，其將這種合成氣發(fā)生器放置在碟式聚光系統(tǒng)的焦斑處以吸收熱量產(chǎn)出合成氣。
圖：合成氣發(fā)生器內(nèi)部構(gòu)造
合成氣的熱交換器擁有更為狹窄的管道，僅是人的兩根頭發(fā)的厚度，熱交換器將回收余熱，使生產(chǎn)過(guò)程更加高效。在早先的原型機(jī)測(cè)試中，結(jié)果顯示超過(guò)60%的太陽(yáng)能被成功收集用于熱化學(xué)反應(yīng)。
該系統(tǒng)適合于大小規(guī)模的燃?xì)獍l(fā)電廠的配套，一個(gè)500MW的燃?xì)怆姀S約需要3000個(gè)太陽(yáng)能合成氣發(fā)生器，即可實(shí)現(xiàn)20%的燃?xì)夤?jié)約。該系統(tǒng)可根據(jù)天氣情況靈活應(yīng)用，如果太陽(yáng)能輻照資源不佳，可直接利用燃?xì)獍l(fā)電。配置十分靈活。
圖：碟式聚光合成氣發(fā)生器系統(tǒng)
Bob Wegeng還設(shè)想，這種系統(tǒng)在未來(lái)還可用于生產(chǎn)高效運(yùn)輸用燃料，可以用于生產(chǎn)合成原油以用來(lái)提煉柴油或汽油。
該項(xiàng)目已經(jīng)獲得Sunshot扶持計(jì)劃430萬(wàn)美元的資金支持，并已與加利福尼亞的圣瑪麗亞市的SolarThermoChemical公司達(dá)成研究和發(fā)展合作，在該項(xiàng)技術(shù)獲得驗(yàn)證后將由該公司生產(chǎn)并銷售這種系統(tǒng)。
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