“沙漠技術(shù)”（Desertec）項(xiàng)目已經(jīng)登上過(guò)很多報(bào)紙的頭條�，F(xiàn)在，研究人員正在研究如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有很大前景的想法——他們想把太陽(yáng)能熱電站附近沙漠中隨處可得的沙子用來(lái)緩存沙漠太陽(yáng)能。
太陽(yáng)能熱電廠大有希望解決世界能源問(wèn)題。在沙漠中豎起的大量的鏡子將太陽(yáng)光匯集起來(lái)，從而將油或者空氣加熱到幾百攝氏度。然后推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，這樣產(chǎn)生的電能成本比光伏太陽(yáng)板低很多。
太陽(yáng)熱能相對(duì)簡(jiǎn)單的緩存方法使太陽(yáng)能極具吸引力。用巨大的容器盛裝的液體鹽可以將熱量幾乎沒(méi)有損耗地儲(chǔ)存幾個(gè)小時(shí)。有這種液體鹽儲(chǔ)存罐的太陽(yáng)能熱電廠理論上來(lái)講可以一天24小時(shí)不停地發(fā)電，相對(duì)于風(fēng)能和光伏電站，這是一個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)。
2009年10月，多家能源和金融公司成立了“沙漠技術(shù)工業(yè)有限責(zé)任公司”，在北非建一個(gè)巨大的太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目。這些巨大的沙漠電站將為北非，中東以及歐洲部分地區(qū)供電。
一個(gè)德國(guó)研究人員的想法可以使太陽(yáng)能發(fā)電更加便宜：Jülich-太陽(yáng)能研究院的科學(xué)家目前正在調(diào)查沙子是否也合適于熱量的緩存，因?yàn)樵S多發(fā)電廠所在的地方有大量的沙子可取。目前為止，用來(lái)儲(chǔ)熱的是液體鹽和陶瓷。
Jülich的試驗(yàn)裝置
Jülich-太陽(yáng)能研究院的 Cristiano Boura 說(shuō)：“我們已經(jīng)證明了沙子蓄熱的可行性”�，F(xiàn)在要測(cè)試較大裝置的可行性。Jülich-太陽(yáng)能研究院里鋪設(shè)了2000面可以旋轉(zhuǎn)的鏡子，這些鏡子將太陽(yáng)能反射到太陽(yáng)能塔上的一個(gè)接收裝置，該裝置中的空氣被匯集起來(lái)的太陽(yáng)光加熱到近700攝氏度。
這種發(fā)電塔用一部分熱空氣來(lái)加熱水然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。另一部分用來(lái)加熱陶瓷。這些磚狀陶瓷是目前為止儲(chǔ)存太陽(yáng)熱量的最優(yōu)辦法。到了晚上，太陽(yáng)熱電站就用這種方式發(fā)電。也就是說(shuō)晚上的熱能不是來(lái)自太陽(yáng)能塔，而是來(lái)著這些蓄熱的陶瓷。而這些瓷器其實(shí)就是一些被熱空氣吹過(guò)的多孔磚。
Jülich的研究人員認(rèn)為，沙子蓄熱可以使太陽(yáng)能塔技術(shù)更加有吸引力。 Boura 說(shuō)：“陶瓷蓄熱中的材料成本是整個(gè)蓄熱成本的三分之一，而沙漠中的沙子是免費(fèi)的。”
沙子是如何蓄熱的？試驗(yàn)電站包括兩個(gè)罐體，一個(gè)裝著680攝氏度的熱沙，另一個(gè)裝著120度的冷沙。還有一個(gè)空氣——沙子熱交換器，熱交換器里的沙子像沙漏一樣從上而下地流下來(lái)，熱氣流從側(cè)面吹過(guò)沙流，從而將熱量傳遞給后者。
如何運(yùn)沙子？
沙子所儲(chǔ)存的熱量通過(guò)一個(gè)沙子-水-熱交換器來(lái)回收。在沙子里鋪上一條裝滿(mǎn)水的管子，熱沙和空氣不斷運(yùn)動(dòng)，將熱量傳導(dǎo)給水。被加熱的水再來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
Jülich的研究人員說(shuō)：“運(yùn)輸沙子是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。”他們正在考慮利用壓縮空氣或者使用傳統(tǒng)的沙土輸送機(jī)，具體方法還有待研究。
鏡子反射的太陽(yáng)能一半用來(lái)轉(zhuǎn)化為電能，另一半將被緩存起來(lái)，留作晚上發(fā)電用。用沙子儲(chǔ)存能量的方法不僅可以使太陽(yáng)能熱電站更加靈活，而且可以在某些情況下降低電力生產(chǎn)成本。
七小時(shí)的緩存能力
西班牙的Andasol一號(hào)和二號(hào)太陽(yáng)能熱電站使用的就是這種緩存裝置。據(jù)稱(chēng)有七個(gè)小時(shí)的緩存能力。Andasol用來(lái)發(fā)電的不是Jülich的那種太陽(yáng)能塔，而是一座拋物槽狀電站。幾米長(zhǎng)的拋物線狀鏡子將太陽(yáng)光收集起來(lái)，加熱管道中流動(dòng)的油。但因?yàn)橛筒荒苣透邷�，所以最高溫度不能超過(guò)390攝氏度。
Andasol使用的蓄熱材料不是陶瓷，而是硝酸鉀和硝酸鈉混合物。這些液體熔鹽被置于高14米直徑38米的容器中，最高溫度和最低溫度分別為390度和290度。
這種緩存方式即使過(guò)一兩天能量也不會(huì)損失。儲(chǔ)蓄效率達(dá)到95%。
有了這種緩存方法，可以進(jìn)行應(yīng)急發(fā)電。有的電廠用一個(gè)巨大的渦輪發(fā)電機(jī)每天只需兩個(gè)小時(shí)就將全天的熱能轉(zhuǎn)換成電能，而有的電廠采用小型發(fā)電機(jī)一天二十四小時(shí)不停地發(fā)電。這些運(yùn)作方式都取決于熱量緩存技術(shù)，發(fā)電廠需要考慮的只是怎么去安排發(fā)電是最經(jīng)濟(jì)的。
發(fā)布信息
