圖：碟式聚光合成氣發(fā)生器系統(tǒng)
該系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點在于利用太陽熱能將天然氣轉(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)燃氣輪機的前端安裝PNNL的這個合成氣發(fā)生系統(tǒng)，就可以組成一個太陽能燃氣混合發(fā)電站。一個燃氣發(fā)電廠配置這種系統(tǒng)后，可降低20%的燃氣消耗。
PNNL主導該項技術(shù)研發(fā)的工程師Bob Wegeng表示：“相對于傳統(tǒng)的燃氣發(fā)電系統(tǒng)，我們這種創(chuàng)新性系統(tǒng)耗費很少的燃氣即可產(chǎn)生同樣多的電能，同時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反應：CH4 + H2O → CO + 3H2。
PNNL則利用碟式聚光技術(shù)制造syngas。該項技術(shù)研發(fā)的主要目標就是如何利用太陽能制造這種合成氣。據(jù)PNNL介紹，這種合成氣發(fā)生器約4英尺長，2英尺寬，設(shè)備組件由一個化學反應器和幾個熱交換器構(gòu)成，熱化學反應器擁有很窄的通道，經(jīng)聚光的太陽能加熱通道內(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)的斯特林太陽能發(fā)電機，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)過程更加高效。在早先的原型機測試中，結(jié)果顯示超過60%的太陽能被成功收集用于熱化學反應。
該系統(tǒng)適合于大小規(guī)模的燃氣發(fā)電廠的配套，一個500MW的燃氣電廠約需要3000個太陽能合成氣發(fā)生器，即可實現(xiàn)20%的燃氣節(jié)約。該系統(tǒng)可根據(jù)天氣情況靈活應用，如果太陽能輻照資源不佳，可直接利用燃氣發(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)在未來還可用于生產(chǎn)高效運輸用燃料，可以用于生產(chǎn)合成原油以用來提煉柴油或汽油。
該項目已經(jīng)獲得Sunshot扶持計劃430萬美元的資金支持，并已與加利福尼亞的圣瑪麗亞市的SolarThermoChemical公司達成研究和發(fā)展合作，在該項技術(shù)獲得驗證后將由該公司生產(chǎn)并銷售這種系統(tǒng)。
