Opis projektu
Połączenie elektrowni skoncentrowanej energii słonecznej z neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla obiegiem Braytona turbiny gazowej w celu zwiększenia wydajności
Wysokowydajny kombinowany obieg Braytona stosowany w tradycyjnych elektrowniach polega na spalaniu paliw kopalnych za pomocą powietrza pod ciśnieniem. W ramach finansowanego przez UE projektu ABraytCSPfuture planuje się opracowanie technologii dla obsługiwanych przez powietrze elektrowni skoncentrowanej energii słonecznej (ang. concentrated solar power plant, CSP) połączonej z neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla obiegiem Braytona turbiny gazowej. Naukowcy zademonstrują pierwszy w swoim rodzaju projekt kompaktowego, dwuwarstwowego reaktora termochemicznego/wymiennika ciepła. Jednostka ta przekazuje ciepło z bezciśnieniowego strumienia powietrza do strumienia ciśnieniowego, działając jednocześnie jako wzmacniacz termiczny, podnoszący temperaturę strumienia ciśnieniowego do poziomu wymaganego dla obiegu Braytona. Ponadto, gęstość objętościowa magazynowania energii słonecznej w CSP zostanie znacznie zwiększona dzięki zastosowaniu jako medium magazynującego ciepło strukturalnych materiałów redoks na bazie perowskitu, przygotowanych z oszczędnych i obfitych źródeł surowcowych.
Cel
ABraytCSPfuture sets forth an innovative, carbon-neutral way for implementing into future air-operated CSP plants the inherently much more efficient air-Brayton gas turbine power generation cycles in order to achieve higher solar-to-electricity efficiencies, vital for competitiveness of CSP and non-reachable by either PVs or molten salts and thermal oils, significantly increasing in parallel the plants’ storage capability. Both these functionalities will be made possible by developing and demonstrating the integrated operation of a first-of-its-kind, compact, dual-bed thermochemical reactor/heat exchanger design, comprised of non-moving, flow-through porous ceramic structures (honeycombs or foams) based on earth-abundant, inexpensive, non-toxic oxide materials, capable of performing simultaneously the following:
• transferring heat from a non-pressurized air stream to a pressurized one, while operating simultaneously as a “thermal booster”, raising the temperature of the pressurized stream to levels required for gas turbine air-Brayton cycles.
• Increasing significantly the volumetric solar energy storage density of such air-operated CSP plants by rendering their current sensible-only regenerative storage systems to hybrid sensible-thermochemical storage ones, within the same storage volume,
Both these functionalities will be materialized by exploiting reversible reduction/oxidation reactions of such oxides in direct contact with air, accompanied by significant endothermic/exothermic heat effects. The first one in particular, will be achieved by performing the reduction of these oxides with solar-heated air streams under atmospheric pressure but their exothermic oxidation with pressurized air streams. The proposed technology is set forth by an interdisciplinary partnership spanning the entire CSP value chain, comprised of leading research centers, universities, innovative SMEs and large enterprises, including ancillary services providers and technology end-users.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymechanical engineeringthermodynamic engineeringheat engineering
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- engineering and technologymaterials engineeringceramics
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energyconcentrated solar power
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordynator
51147 Koln
Niemcy