沙漠太阳能: 有望用沙子缓存热能

lfjliu008

沙漠太阳能有望用沙子缓存热能 或解决能源问题


来源：中国网  2010-6-17


+ X8 d  A: g* A
0 R, z0 }. @  B2 q“沙漠技术”（Desertec）项目已经登上过很多报纸的头条。现在，研究人员正在研究如何实现一个具有很大前景的想法——他们想把太阳能热电站附近沙漠中随处可得的沙子用来缓存沙漠太阳能。

　　太阳能热电厂大有希望解决世界能源问题。在沙漠中竖起的大量的镜子将太阳光汇集起来，从而将油或者空气加热到几百摄氏度。然后推动发电机产生电流，这样产生的电能成本比光伏太阳板低很多。
2 e) c8 P( O$ s  C/ a8 ]- v5 }. m
　　太阳热能相对简单的缓存方法使太阳能极具吸引力。用巨大的容器盛装的液体盐可以将热量几乎没有损耗地储存几个小时。有这种液体盐储存罐的太阳能热电厂理论上来讲可以一天24小时不停地发电，相对于风能和光伏电站，这是一个非常重要的优势。
4 C8 R# i% W( R) B0 h( D$ _
　　2009年10月，多家能源和金融公司成立了“沙漠技术工业有限责任公司”，在北非建一个巨大的太阳能发电项目。这些巨大的沙漠电站将为北非，中东以及欧洲部分地区供电。
0 k4 }1 n! T' @: \# E6 x5 P
; c4 _0 u" f0 a　　一个德国研究人员的想法可以使太阳能发电更加便宜：Jülich-太阳能研究院的科学家目前正在调查沙子是否也合适于热量的缓存，因为许多发电厂所在的地方有大量的沙子可取。目前为止，用来储热的是液体盐和陶瓷。
8 K$ B& q/ |# g, \  H. a- n# l

　　Jülich的试验装置

7 K% F: s: a5 m9 W! b) d2 z. i6 G0 h　　Jülich-太阳能研究院的 Cristiano Boura 说：“我们已经证明了沙子蓄热的可行性”。现在要测试较大装置的可行性。Jülich-太阳能研究院里铺设了2000面可以旋转的镜子，这些镜子将太阳能反射到太阳能塔上的一个接收装置，该装置中的空气被汇集起来的太阳光加热到近700摄氏度。
4 {4 s& n  q7 i' ?- n3 u6 }
　　这种发电塔用一部分热空气来加热水然后带动发电机。另一部分用来加热陶瓷。这些砖状陶瓷是目前为止储存太阳热量的最优办法。到了晚上，太阳热电站就用这种方式发电。也就是说晚上的热能不是来自太阳能塔，而是来着这些蓄热的陶瓷。而这些瓷器其实就是一些被热空气吹过的多孔砖。

　　Jülich的研究人员认为，沙子蓄热可以使太阳能塔技术更加有吸引力。 Boura 说：“陶瓷蓄热中的材料成本是整个蓄热成本的三分之一，而沙漠中的沙子是免费的。”

2 t' F; g. F3 E; y; ]  n- f+ a　　沙子是如何蓄热的？试验电站包括两个罐体，一个装着680摄氏度的热沙，另一个装着120度的冷沙。还有一个空气——沙子热交换器，热交换器里的沙子像沙漏一样从上而下地流下来，热气流从侧面吹过沙流，从而将热量传递给后者。
6 [/ W3 t" _& a7 o+ M4 b9 ?
  t0 h( X6 S5 P, s* H  N6 L' m
2 P4 s' P5 [$ a% e　　如何运沙子？
$ ~5 m- E9 k" _0 L* V$ z: d
# o2 z: Y- \6 W9 W- ^　　沙子所储存的热量通过一个沙子-水-热交换器来回收。在沙子里铺上一条装满水的管子，热沙和空气不断运动，将热量传导给水。被加热的水再来驱动涡轮机运转发电。
7 ?' E! U# r0 p) X& a# n. \) g! t
9 U1 T0 E( ~5 Q　　Jülich的研究人员说：“运输沙子是一项技术挑战。”他们正在考虑利用压缩空气或者使用传统的沙土输送机，具体方法还有待研究。
" R) w8 u" E0 v9 o
　　镜子反射的太阳能一半用来转化为电能，另一半将被缓存起来，留作晚上发电用。用沙子储存能量的方法不仅可以使太阳能热电站更加灵活，而且可以在某些情况下降低电力生产成本。
& q) E6 w! A, E
$ T/ ]1 l- U7 G% H" ~& u2 c
　　七小时的缓存能力
8 Y% }6 H9 }) o$ b7 G' E
8 I) B4 j$ q3 a$ A　　西班牙的Andasol一号和二号太阳能热电站使用的就是这种缓存装置。据称有七个小时的缓存能力。Andasol用来发电的不是Jülich的那种太阳能塔，而是一座抛物槽状电站。几米长的抛物线状镜子将太阳光收集起来，加热管道中流动的油。但因为油不能耐高温，所以最高温度不能超过390摄氏度。
: [6 M+ _, ?3 e: Y3 e
% d/ z3 s9 v$ _4 P6 P5 l　　Andasol使用的蓄热材料不是陶瓷，而是硝酸钾和硝酸钠混合物。这些液体熔盐被置于高14米直径38米的容器中，最高温度和最低温度分别为390度和290度。

　　这种缓存方式即使过一两天能量也不会损失。储蓄效率达到95%。

" v8 V$ ~  Y  y$ a$ b% i　　有了这种缓存方法，可以进行应急发电。有的电厂用一个巨大的涡轮发电机每天只需两个小时就将全天的热能转换成电能，而有的电厂采用小型发电机一天二十四小时不停地发电。这些运作方式都取决于热量缓存技术，发电厂需要考虑的只是怎么去安排发电是最经济的。（编译：电子贸促会 姜传秀）

白欣

这样的技术真是太好了。太阳能的储能是其开发中不可避免的一个问题。