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2005年10月，由中材南京玻璃纖維研究設計院春輝公司與以色列魏茲曼研究院合作，由中國工程院院士、南京市科協主席、東大—中天聯合研究中心主任張耀明主持研制的70kW塔式太陽能熱發電系統試驗示范工程，在南京市江寧開發區建成并成功發電。這也是我國首座塔式太陽能熱發電實驗系統。該發電系統由1個塔柱和32面定日鏡組成，占地面積約兩個籃球場大小，反射的太陽光匯聚到塔柱頂端的太陽能轉化裝置，實現光電轉換。

南京江寧70kW塔式太陽能熱發電系統試驗示范工程。它也是我國首座塔式太陽能熱發電系統

與后來建成的北京延慶八達嶺塔式太陽能熱發電實驗電站不同的是，南京江寧70kW塔式太陽能熱發電系統試驗示范工程采用的熱機不是蒸汽輪機，而是燃氣輪機。具體地說，是由以方提供的經過“太陽能化”改造的美國霍尼韋爾Parallon 75型燃氣輪機。

Parallon 75是霍尼韋爾公司于90年代研制的微型燃氣輪機，以天然氣為燃料，最大輸出功率75千瓦，主要用于分布式發電。應用于南京江寧70kW塔式太陽能熱發電系統試驗示范工程的Parallon 75型燃氣輪機經過了“太陽能化”改造，在壓氣機和燃燒室之間增加了一個光熱集熱器

經過“太陽能化”改造的Parallon 75型燃氣輪機與原型機不同的是，它在壓氣機和燃燒室之間，加上了一個太陽能集熱器。空氣被吸入燃氣輪機后，先經壓氣機壓縮，再經由集熱器加熱，經過這兩道工序后，高溫（1000℃）并帶有一定壓力的空氣再進入燃燒室，混合天然氣燃燒，產生燃氣驅動渦輪。

實踐證明，這種做法有效降低了燃氣輪機的燃料消耗。實際運行的結果表明，與未經改造的Parallon 75型燃氣輪機相比，經過“太陽能化”改造的Parallon 75型燃氣輪機的燃料消耗率僅為前者的一半左右。經過兩年的調試、完善，和連續發電運行測試表明，該系統運行穩定、操控方便、安全可靠。

南京江寧70kW塔式太陽能熱發電系統試驗示范工程的成功，可算是燃氣輪機利用太陽能光熱發電的成功實踐。但它所用的燃氣輪機仍然需要燃料，還不算是完全的太陽能光熱發電。那么，有沒有什么完全利用太陽熱能驅動燃氣輪機的辦法呢？也有。這就是超臨界二氧化碳（SCO₂）布雷頓循環。

二氧化碳有一個很獨特的物理性質：當溫度達到30.98℃，壓力達到7.38MPa時，其物理狀態介于液體和氣體之間，密度接近于液體，粘度接近于氣體，擴散系數約為液體的100倍。這種狀態，稱為“超臨界”狀態。處于超臨界狀態下的二氧化碳，密度比氣體大，粘性比液體小，具有流動性強、傳熱效率高、可壓縮性小等特點。

二氧化碳的臨界條件容易達到，化學性質不活潑，無色無味無毒，安全，價格便宜，純度高，易獲得。這些特性，使得它很適合用于作為熱力循環工質。

所謂超臨界二氧化碳布雷頓循環，就是用超臨界狀態的二氧化碳作為工質的渦輪發動機熱循環。但和一般的燃氣輪機不同的是，這種燃氣輪機的燃燒室不燃燒燃料，而是用于外部熱源對二氧化碳進行加熱。超臨界狀態的二氧化碳在經過壓氣機壓縮后，進入燃燒室由外部熱源加熱，加熱后的高溫超臨界二氧化碳驅動渦輪，由渦輪驅動壓氣機和對外輸出功率，作功之后的二氧化碳再回到壓氣機再被壓縮，如此循環往復。

不難看出，這在本質上，就是一個和斯特林發動機一樣的外燃式閉循環熱機。如果用太陽能光熱系統作為這個系統的外部熱源，就是一個不需要“燒開水”，也不需要消耗燃料的純太陽能光熱發電系統。

超臨界二氧化碳布雷頓循環系統原理圖

超臨界二氧化碳布雷頓循環的相關研究，國際上早在20世紀六七十年代就開始了。由于其功率密度高，對輪盤和葉片的性能要求很高，當時的加工工藝難以滿足。直到90年代以后，隨著高精度數控機床的應用，相關制造工藝得以突破，相關的研制工作才開始進行。