熔盐塔式光热电站和光伏发电比较,熔盐塔式光热电站才是未来

首页 > 企业招商 > 作者:YD1662023-04-18 17:16:52

你知道吗,利用镜子也可以发电?

镜子发电听起来是不是很奇怪,但是这种发电方式却在国内外备受关注,而且已经成为新能源领域的重要组成部分,值得一提的是中国在这项技术的发展依然走在了世界前列!那么利用镜子到底是如何发电的呢?

我们知道镜子具有非常好的反射光的特性,如果利用非常多的镜子把光汇聚到某一个固定的位置,那么这个位置一定会产生很高的热量,再设计一套储热系统,把热量转化为电能,就实现了光能的利用,基于这个基本的设计思路,科学家们研发出了熔盐塔式光热发电技术!

熔盐塔式光热电站和光伏发电比较,熔盐塔式光热电站才是未来(1)

既然是光热发电,那么它的首要条件就是需要充足的光照,所以这种发电方式在中东地区,美洲地区,以及南欧地区等光线充足的国家有着非常广泛的应用,2020年10月份迪拜建成了世界最大的熔盐塔式光热发电站,设计功率950兆瓦,相当于三峡水电站的二十五分之一!

而中国于2018年在敦煌戈壁滩建立了亚洲第一个熔盐塔式光热发电站,耗资30亿元,设计功率100兆瓦,这个发电站由1.2万枚镜子组成,整整齐齐地围绕在260米高的集热塔周围,形成了一个格外美丽的同心圆,一年的发电量可以达到3.9亿千瓦时,可以承担起8万户家庭的用电需求,虽然整体的发电量并不是很大,但是却为有效利用戈壁滩的太阳能资源提供了一个很好的方案!

熔盐塔式光热电站和光伏发电比较,熔盐塔式光热电站才是未来(2)

很多人可能会说,这不就是太阳能发电吗?目前全世界都在流行的光伏发电不是挺好的吗,而且光伏发电直接可以把光能转化为电能,何须利用镜子多此一举?

关于这个疑惑,我们一会就会讲到,任何一项新技术的诞生,一定会有他存在的价值,而且这个价值有可能会造福全人类!

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那么熔盐塔式光热发电到底是怎样发电的呢?

简单来说就是在光源充足的地区,设置一个几百米的集热塔,在塔的周围布满成千上万的可以跟随阳光转动的凹面镜,这种镜子有个专用的名称叫做定日镜,这样可以保证无论太阳在什么位置,都可以把阳光反射到集热塔上,从而把热量收集起来!

那么这些热量是如何存储的呢?

这就需要用到熔盐,所谓的熔盐并不是我们吃饭时用的食盐,而是硝酸钾,亚硝酸钠等在高温下可以呈现熔融状态的盐类物质,有点类似于岩浆!

为什么要选择熔盐呢?

因为这种物质可以在290度到565度之间都呈现熔融状态,这样可以让他们像水一样流动,从而把集热塔的热量带走!很多人要问为什么不选择用水来带走热量呢?因为熔盐温度从290度到565度,升温幅度可以达到275度形态依然不会变化,而水升高到100度就要开始变成蒸汽了,储热效果熔盐是最理想的材料!

为了让熔盐能够处于循环流动的状态,在集热塔的两侧会分别放置一个低温罐和一个高温罐,当集热塔产生热量时,集热塔的温度会升高到565度,此时低温罐里290度的熔盐会被压缩泵送到集热塔里去吸收热量!

等到这部分熔盐温度升高到565度,就会被压缩泵抽回高温罐里储存起来,等到控制系统收到用电指令时,高温罐里的熔盐会被送到蒸汽控制室,在这里熔盐的热量传递给水,熔盐温度降到290度从新回到低温罐!

而水吸收热量变成水蒸气,推动蒸汽轮机运转,从而产生电力,这个过程就跟火力发电的原理是一样的!

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很多人肯定会产生这样的质疑,蒸汽轮机本身的能量转化率就比较低,而熔盐把热量传递给水的过程中也会伴随着能量的损失,这么一来一去,光热发电的效率岂不是非常低?

咱们把他跟光伏发电做个对比,你就可以清晰地认识到他的优势了!其实现有技术已经大幅度降低了能量的损耗,整个光热发电的能量转化率大概为30%左右,这个转化率看起来不高,实则妥妥地碾压光伏发电!目前商品硅太阳能电池的极限光电转化率为33%,实际应用的光电转化率一般为15%左右,所以光热发电的能量转化率几乎是光伏发电的2倍!

此外相比于光伏发电,光热发电可以不分昼夜24小时持续为用户提供电力,可以参与电网的峰值调节,承担起地方负荷!为什么这么说呢?

光热发电可以通过高温罐储存高温的熔盐,等到电网有用电指令时,再把电力释放出来,因此稳定性比较好,而大规模的光伏发电一般都是采用即采即用的形式,因此严重受制于天气和昼夜交替,所以输出电压稳定性较差,到了晚上就没有了电力供应!

很多人在想为什么光伏发电不采用蓄电池进行存储电能?

这个主要是受成本的制约,别看光热发电的投资都是几十亿起步,如果光伏发电采用了电力储存的方式,那么成本会远超光热发电!

咱们就拿家庭用的光伏系统来举个例子,一般家庭用10kw的光伏系统,每天可以产生50度电,光伏太阳能板的费用大概为2w左右,但是对应的12v4200AH的锂电池则要4.2w,首先投资成本方面,电池就占据了三分之二!

此外太阳能板的使用寿命可以达到25年,而锂电池的寿命最多5年,也就是说以25年为一个周期来计算,投入的固定成本仅电池就要21w!

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如果换做是一个100兆瓦级的大型光伏电站,在电池方面的投入成本显然过高,所以一般的光伏电站可能只会配备比较小的电池系统,绝大部分的电力资源仍然是即采即用,因此无法做到像光热电站那样24小时持续稳定输出电力资源!

由此可见,在太阳能的利用方面,光热发电比起光伏发电依然具有着十分巨大的优势,然而现阶段由于投资成本巨大,回报周期太长,导致了这项技术并没有大规模普及,相信未来随着技术的提升,原材料成本的下降,光热发电一定会成为主流的新能源的利用途径!



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