鉅大LARGE | 點擊量:674次 | 2019年05月24日
如何依靠鹽湖把太陽能儲存起來?
作為太陽能光熱發(fā)電的核心技術(shù),儲熱材料的選擇與制備尤為重要。熔鹽就是光熱發(fā)電儲能材料的首選。熔鹽,其實就是鹽的熔融態(tài)液體,它具有熱容大、粘度低、蒸汽壓低、寬溫等諸多獨特的性能優(yōu)勢。
去青海旅行,好多人會建議一定要帶好防曬霜,因為實在是太曬了。
確實,青海省擁有豐富的太陽能資源,年太陽總輻射量在2000kWh/m2以上,年日照時數(shù)在3200小時以上,也就是每天太陽照射平均約9小時,青海省還具備電網(wǎng)接入、冷卻水源、大量的荒漠化土地等條件,所以十分適合建設(shè)大型太陽能光熱發(fā)電站。
作為太陽能光熱發(fā)電的核心技術(shù),儲熱材料的選擇與制備尤為重要。熔鹽就是光熱發(fā)電儲能材料的首選。熔鹽,其實就是鹽的熔融態(tài)液體,它具有熱容大、粘度低、蒸汽壓低、寬溫等諸多獨特的性能優(yōu)勢。
提純、高溫熔融,鹽湖里的“鹽”才能制成太陽能儲能材料
青海省鹽湖數(shù)量多、儲量大、規(guī)模大、鹽礦資源極為豐富,是我國鹽化工的重要生產(chǎn)基地之一。其中,氯化鈉、氯化鎂、鉀鹽、鋰礦、芒硝等礦產(chǎn)均居全國首位,具備太陽能光熱發(fā)電的發(fā)展空間和優(yōu)勢。
鹽湖中含有豐富的無機鹽資源,我們應(yīng)該如何充分利用這些資源,制成熔鹽儲能材料呢?一般來說,從鹽湖直接攤曬得到的鹽僅可作為原材料,需要經(jīng)過提純或其他步驟轉(zhuǎn)化為熔鹽,才能用作光熱儲能材料。就像孫悟空要在太上老君的煉丹爐里邊練出火眼金睛一樣,鹽湖里的“鹽寶寶”們也需要經(jīng)過高溫等歷練,才能變成能容納能量的太陽能儲能材料。
然而傳統(tǒng)的硝酸鹽儲能材料或是熔點高,或是分解溫度低,使用溫度范圍較窄。另外,導(dǎo)熱性能較低,一定程度上限制了儲能材料對太陽能的利用效率。
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實驗室研究員王敏團隊以鹽湖資源為原料,制備了新型的熔鹽,不僅拓寬了硝酸熔鹽的適用溫度范圍,而且還提升了導(dǎo)熱性能,進一步推動了光熱發(fā)電的發(fā)展。
經(jīng)過近多年的技術(shù)研發(fā)和攻關(guān),團隊已建立了一套適合熔鹽制備、純化、分析檢測、物性測試等的相關(guān)平臺,為熔鹽工作開展了一系列具有國際、國內(nèi)前沿技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究工作,為承擔(dān)的國家、中科院、青海省重大科技攻關(guān)項目提供了大量、準確、可靠的數(shù)據(jù)。
下面這些就是相關(guān)的機器,我們不止有高溫氣氛馬弗爐,還有自動制樣機、同步熱分析儀、金相顯微鏡等等,這可是一整套嚴密的系統(tǒng)。
硝酸熔鹽在太陽能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實驗室研究員王敏指出,利用熔鹽傳熱儲熱的太陽能熱發(fā)電技術(shù),可提供連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對電網(wǎng)沖擊大的缺陷,不僅可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰電站使用,也可做為承擔(dān)基礎(chǔ)負荷的主力電站,被國際公認是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來的主力能源。
“當(dāng)然”,王敏說:“熔融鹽還存在成本高、效率低和可靠性低的缺陷,限制了其在太陽能熱發(fā)電中的應(yīng)用。我們立足于鹽湖鈉、鉀和鎂資源的開發(fā)以及青藏高原太陽能的利用,側(cè)重于硝酸熔鹽傳熱蓄熱介質(zhì)的性能研究與提升,從二元拓展到三元,再到添加劑的引入,為將硝酸熔鹽在太陽能熱發(fā)電中更廣泛的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。”
“相信隨著對熔融硝酸鹽性能的深入研究和特性改進、缺點的克服及其應(yīng)用前景的不斷開發(fā),硝酸熔鹽在太陽能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用?!睂τ谙跛崛埯}的應(yīng)用前景,王敏充滿著期望。