調高熔融鹽閥門上的熱量

桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)與Flowserve Corp.和Kairos Power LLC合作，獲得為期三年的250萬美元的能源部高級閥門項目資助，以降低成本并提高美國太陽能集光效率。

控制閥是管理下一代集中式太陽能發電廠捕獲的太陽能的關鍵環節。他們必須安全可靠地收集，儲存和轉移極熱和腐蝕性的氯化物鹽，以用于發電，以供公眾使用。

為了實現DOE SunShot目標，這將大大降低發電成本，同時提高產量，因此，可靠性更高，溫度更高的熔融鹽閥門至關重要。SunShot目的是降低太陽能電池的總成本的能量，使得它沒有通過十年的終端補貼成本在大規模與其他形式能源的競爭力。

桑迪亞項目的主要研究人員肯·阿米茹說：“我們期望將大大降低將按照能源部2030年基本負荷目標將太陽能集中發電的能源成本降低至每千瓦時5美分的可能性。”

該項目將研究新設計的熔鹽閥門，作為完整太陽能管理系統的一部分。如果成功，這些經過重新設計的閥門還可用于其他領域的能量傳輸，包括核能和石化行業。

鹽閥失靈挑戰了系統的可持續性

聚光太陽能系統必須處理的熔融氯化物鹽溫度可能會超過750攝氏度或接近1,400華氏度。

集中太陽能和其他能源會使液體過熱，然后將液體泵送通過管網并輸送到發電站發電。熔融鹽是傳遞和存儲熔巖熱液體能量的首選液體，因為與水相反，熔融鹽保持其粘度，而水在如此極端的溫度下會轉化為蒸汽。熔融鹽還可以在能量收集和輸送過程中為整個發電廠提供更一致的溫度。

比例流量控制閥用作管道系統的守門員，用于將這些收集的能量輸送到發電廠的生產側。這些閥門持續面臨極端溫度，壓力和流量，并且經常面臨極低的室外溫度。Armijo說，由于天氣的變化，閥門的凍結和融化會產生膨脹和收縮的材料，從而導致系統的缺陷。

他說：“盡管溫度變化劇烈，熔融鹽流量閥仍必須保持恒定的傳熱和流體流量。”

隨著聚光太陽能發電廠變得越來越大和生產率越來越高，流量控制閥之類的系統組件必須承受更加極端的條件才能可靠地運行。

Armijo說：“隨著這些系統中溫度的升高，我們需要付出一定的代價來進行熱膨脹。” “在極端的高溫和高壓下，材料和組件會膨脹，彎曲和翹曲。”

據Armijo稱，當前的熔融鹽閥門需要昂貴且頻繁的維護。但是，更大的挑戰可能是熔融鹽閥門故障可能會在整個系統中頻繁發生，導致維修或更換閥門以及重新包裝和更換密封件的停機時間很長。