KTH皇家理工学院使用了陶瓷泡沫(ceramicfoam),承受温度最高900℃。由于项目的发电容量小,该项目微型燃机不可能在现有微型燃机中选型。如Capstone公司以及Turbec公司,他们的微型燃机功率偏大,Capstone公司的微型燃机30kW以上,Turbec公司则在100kW以上,因此需“定制”微型燃机机组。同样控制系统也不能采购现成的,且需使用可控逆变器或整流器。微型燃气轮机的原型机源自Compower公司,由压气机、透平、回热交换器等组成。首先,CITY大学在原型机的基础上改进压气机和透平的空气动力学性能,原型机使用涡轮增压增加比功,但却牺牲了效率。CITY大学开发了高效的透平和压气机,并且重新设计了轴系布置,能够更好第解决太阳能负荷变化导致的轴系振动问题。常规的微型燃机在定转速运行,而CSP系统中的微型燃机在一天中经历了多个负荷变化,设计团队通过轴系优化,将临界转速排除在了运行转速范围之外。
该微型燃机采用单级设计,1级向心透平和1级离心压缩机组成。透平制造使用了SelectiveLaserMelting选择性激光熔化技术,类似于3D打印,在设计中则用到了CFD和FEM分析技术。
2015年4月,CITY大学在试验室对新型压气机和透平的设计进行试验验证,计划于今年完成系统集成,发电功率目标为6kW。本项目的技术成熟度为TRL5或TRL6,如要向商业化发展,则需要欧盟的进一步支持。
原标题:光热发电与微型燃气轮机的完美结合因何而火?