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熔盐储能使太阳能夜间发电

   2011-08-11 62610
核心提示:太阳能聚光镜加热熔融盐,也就是混合的钠和钾氮化物,然后存储在一个容器中,发电时,泵抽熔盐通过热交换器,产生蒸汽,明源能源公司(Brightso
太阳能聚光镜加热熔融盐,也就是混合的钠和钾氮化物,然后存储在一个容器中,发电时,泵抽熔盐通过热交换器,产生蒸汽,

明源能源公司(Brightsource Energy)已成为最新潮的太阳能热发电公司,它开发出一套系统,可以没有阳光照射时发电。该公司表示,这项技术可以降低太阳能发电成本,使它更加可靠,有助于与常规发电方式竞争。


存储阳光:图片显示明源公司的新型储热设计。两个大容器储存熔盐,可用于产生蒸汽,驱动涡轮机。
来源:麻省理工科技创业

这家公司总部设在加利福尼亚州(California)奥克兰市(Oakland),正在建设世界上最大的太阳能热电站之一。然而,在加利福尼亚州艾文帕(Ivanpah),那座392兆瓦的太阳能发电厂,将不包括这种存储技术。相反,明源公司正在与公用事业机构合作,以确定未来的项目中,哪些最能受益于存储。

太阳能光热系统使用反射镜聚焦太阳光,形成足够高的温度,产生蒸汽驱动涡轮机。对比把阳光直接转换成电能的传统光伏,太阳能热利用技术的优势之一,就是热量可以便宜地储存,在需要时用来发电。在所有太阳能热电厂,一些热量都被存储在流体中,这些流体在系统中循环。这就可均衡日照的任何短期波动,让电厂在太阳落山后的一段时间,还可以发电。但是,增加存储系统,就可以让电厂在云层覆盖下运行更长一段时间,发电可以持续到深夜,甚至整个夜间。如果太阳能要提供总供电的很大份额,可能就会需要这种长期储存。

明源公司正在使用的是一种存储方式的变体,这种存储方式已经存在十年了:加热熔融盐,通常也就是钠和氮化钾混合物,然后把它存储在一个容器中。发电时,熔盐被泵抽,通过一个热交换器,产生蒸汽。明源公司首席执行官约翰•伍拉德(John Woolard)说,使这项技术在经济上有吸引力的一大因素,是使用电源塔,在其中,众多镜子把太阳光集中于中央塔,产生的温度比其他太阳能热设计高。在更高的温度,就可以使用少量熔盐,存储更多的能量。“这是一种更有效的系统,而且整体上更具成本效益,”他说。

存储使热电厂在白天可运行更长时间,这样,他们就能更快地收回昂贵的汽轮机和发电机成本。伍拉德说,没有存储的太阳能热电厂,一年可以发电约2700小时,明源公司的存储系统使这一时间增加到4300小时。产量增加远远抵消了增加的存储成本。科罗拉多州(Colorado)戈尔登(Golden)国家可再生能源实验室(NREL:National Renewable Energy Laboratory)的一项研究估计,电力塔系统中的存储,可以使每千瓦时的成本降低25%至30%。

至少有另外两家公司配合使用发电塔技术与熔盐储存。拖来索尔能源公司(Torresol Energy)已经建成这样一个系统,就在一座19.9兆瓦的太阳能热电厂,是在西班牙塞维利亚(Seville)附近,公司也证明,可以使用储存的热量,整夜运行发电厂。在美国,太阳能储备公司(Solar Reserve)计划在加利福尼亚州的河滨县(Riverside County)建立一座电力塔,也采用熔盐储存。

除了降低成本之外,这种存储系统还改进了太阳能热发电的经济性,提高了公用事业机构愿意支付的电价。存储系统使公用事业机构不再过多地需要投资备用电源,以消除供电波动。公用事业机构也会支付更高的电价,他们可以依靠这些电力,在任何特定时刻,满足需求的增加。而这一存储系统让电厂可以在傍晚销售电力,这时,电价在一些地方较高。

如果太阳能热利用技术要与光伏太阳能电池板竞争,那么存储技术可能是至关重要的,这种电池板已降价,马克•梅浩斯(Mark Mehos)说,他是国家再生能源实验室的研究员。“明源电厂中不具备能量储存的,发电价格可能和采用光伏的工厂相同,”他说。“所以,所有事情都是平等的,他们也会以更高的价格提供那种电力。”

本文为美国Technology Review授权文章,未经书面许可,严禁转载使用。
 
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