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Hybrid high solar share gas turbine systems with innovative gas turbine cycles

Puppe, Michael und Giuliano, Stefano und Krüger, Michael und Lammel, Oliver und Buck, Reiner und Boje, Sven und Saidi, Karim und Gampe, Uwe und Felsmann, Christian und Freimark, Manfred und Langnickel, Ulrich (2014) Hybrid high solar share gas turbine systems with innovative gas turbine cycles. In: Energy Procedia 2015. International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, SolarPACES 2014, 16.-19. Sep. 2014, Peking, China.

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Kurzfassung

In this paper results from an ongoing research project (HYGATE) are presented, which is performed to reduce the levelized cost of electricity (LCOE) and to increase the CO2 reduction potential of the solar-hybrid gas turbine plant concept (SHGT). Key improvements are the integration of thermal energy storage and the reduction of the operating temperature of the gas turbine to 950°C. As a result the solar receiver can provide the necessary temperature for solar-only operation of the plant at design point - without using the auxiliary burner. Annual performance calculations and an economic analysis of four different plant concepts were performed. Those concepts were analyzed using innovative power block processes. In general, such systems offer reliable and dispatchable power with low specific CO2 emissions. A substantial decrease of CO2 emissions has been achieved all along the four variants compared to results of a previous project [1]. Compared to the defined reference molten salt solar tower the solar-hybrid gas turbine plants as of now yield higher plant efficiencies, but have a slightly lower potential for CO2 reduction. Among the SHGT plants the variants including an Organic Rankine Cycle (SHORCC and SHORCC-R) achieve the highest efficiencies but have significantly higher LCOE, caused by the high costs of the ORC components which are not yet commercially available in the required dimensions. The solar-hybrid combined cycle plant (SHCC) and solar-hybrid gas turbine plant with quasi isothermal compression and recuperation (SHGT-ICR) perform best among the SHGT plants in terms of LCOE, and can be considered an interesting alternative to molten salt tower plants. Taking into account other factors, such as plant complexity and water consumption, an isothermal solar gas turbine plant shows the most potential advantages. However, the SHCC has the highest technological maturity and is a likely candidate for a future demonstration plant.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/93886/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Hybrid high solar share gas turbine systems with innovative gas turbine cycles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Puppe, Michaelmichael.puppe (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giuliano, Stefanostefano.giuliano (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, Michaelmichael.krueger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2187-8678NICHT SPEZIFIZIERT
Lammel, Oliveroliver.lammel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4546-6731NICHT SPEZIFIZIERT
Buck, Reinerreiner.buck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boje, SvenMAN Turbo AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saidi, KarimMAN Turbo AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gampe, UweUniversität DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Felsmann, ChristianUniversität DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freimark, ManfredVGB PowerTech e.V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Langnickel, UlrichVGB PowerTech e.V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 September 2014
Erschienen in:Energy Procedia 2015
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hybrid high solar share gas turbine systems with innovative gas turbine cycles
Veranstaltungstitel:International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, SolarPACES 2014
Veranstaltungsort:Peking, China
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:16.-19. Sep. 2014
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende Solarsysteme (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Punktfokussierende Systeme (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Punktfokussierende Systeme
Hinterlegt von: Uhlig, Tamara
Hinterlegt am:08 Jan 2015 09:31
Letzte Änderung:03 Aug 2023 11:24

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