近日，美國阿肯色大學(xué)民用工程學(xué)系教授潘內(nèi)爾·瑟瓦姆和他的博士研究生馬特·斯塔賽爾成功開發(fā)出一種太陽能存儲系統(tǒng)，可替代目前聚焦型太陽能發(fā)電廠使用的儲能系統(tǒng)。采用這種新開發(fā)的儲能系統(tǒng)將會大幅增加年發(fā)電量，同時大幅降低發(fā)電成本。

太陽能發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，并通過熱力循環(huán)過程進(jìn)行發(fā)電。聚焦式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的傳熱工質(zhì)主要采用熔鹽、導(dǎo)熱油和石頭填料等。上述材料作為傳熱工質(zhì)在傳遞太陽電池板所采集的熱量時損失較少，但其成本昂貴，且易對熱能存儲罐造成損傷。尤其是以石頭填料作為傳熱工質(zhì)(目前其傳熱效率最高，成本最低)時，在熱循環(huán)過程中存儲罐的不斷收縮和膨脹會對罐壁產(chǎn)生應(yīng)力，情況嚴(yán)重時可能導(dǎo)致存儲罐產(chǎn)生災(zāi)難性的破裂。

作為一種替代方案，瑟瓦姆設(shè)計并測試了一種具有溫躍層結(jié)構(gòu)的儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)在每個存儲罐內(nèi)利用并列水泥板替代石頭填料，不同溫層之間由明顯的界限加以隔離。水泥板采用了其同事米卡赫·哈爾研制的一種特殊混合水泥制成，能夠承受600攝氏度的高溫。其儲能流程是由太陽能電池板采集熱量，然后通過罐內(nèi)的鋼管將熱量傳導(dǎo)給水泥板，水泥板吸收熱量并將之存儲起來，需要時將熱量傳遞給發(fā)電機。

對模型測試的結(jié)果顯示，以水泥板作為傳熱工質(zhì)，其傳熱效率可達(dá)93.9%，雖然較傳統(tǒng)方法略低，但依然高于美能源部的要求。測試結(jié)果同樣確認(rèn)水泥層在傳遞熱量時不會對存儲罐壁造成損害。此外，新方法的成本為每千瓦小時0.78美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美能源部規(guī)定的熱能存儲系統(tǒng)的目標(biāo)成本——每千瓦小時15美元。

瑟瓦姆說：“研究結(jié)果證實，在傳熱效率方面，采用水泥板可以與現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)相媲美。但水泥比其他傳熱工質(zhì)成本低廉，水泥除了具有獨特的傳熱性能外，還不會損害儲能罐壁。聚焦型太陽熱能電廠采用這項技術(shù)，可以增加產(chǎn)量并降低運營成本。” 免責(zé)聲明：本網(wǎng)站所載文章、數(shù)據(jù)等內(nèi)容僅代表作者本人觀點，與Solarzoom光伏太陽能網(wǎng)無關(guān)。Solarzoom光伏太陽能網(wǎng)對文中觀點、陳述判斷持中立態(tài)度。所載內(nèi)容原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實，本網(wǎng)站對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性不作任何保證或承諾，請讀者僅供參考，并請自行承擔(dān)全部責(zé)任。