24小时太阳能发电可以用“熔盐”吗?

   2023-05-28 10:07:47 网络880
核心提示:熔盐发电或可实现24小时太阳能发电,谷歌也在研发!1月17日消息,据Futurism网站报道,除了太阳能和风能之外,全球多家清洁能源公司正在研究用盐来发电——更准确地说是利用熔盐来发电。作为众多研究熔盐发电技术的公司中的一家,SolarRe

24小时太阳能发电可以用“熔盐”吗?

熔盐发电或可实现24小时太阳能发电,谷歌也在研发!

1月17日消息,据Futurism网站报道,除了太阳能和风能之外,全球多家清洁能源公司正在研究用盐来发电——更准确地说是利用熔盐来发电。

作为众多研究熔盐发电技术的公司中的一家,SolarReserve正试图证明,熔盐能像太阳能和风能那样高效地生产出电力。

这种形式的能量的产生机制非常简单:用许多镜子将太阳光汇集到一个高塔里,并在塔内加热熔盐至1000华氏度以上,然后用它们去制造蒸汽,并用蒸汽推动涡轮机产生电力。

熔盐发电的成本还很低。根据InsideClimateNews的报道,新月沙丘发电厂所收取的电费是一度电0.06美元(约合0.385人民币)。如果按照国际可再生能源机构(InternationalRenewableEnergyAgency)最近发布的一份报告的说法,这一价格还将变得更加便宜。

即便是身为互联网科技巨头的谷歌公司,也已经在计划研发利用熔盐来储存可再生能源的项目了,但谷歌目前还需要对自己的研发出的熔盐聚光太阳能发电系统进行更深入的测试,来验证它是否能被商业化。

在熔盐聚光太阳能发电真正成为一种可24小时利用太阳能发电的技术之前,公共事业官员们和能源政策制定者们还需要理解能源储存的重要性,以及可再生能源能被利用的时间段。

可以用作太阳能的熔盐应该具有什么特点

对比其他新能源发电站来讲,熔盐塔式光热发电站看上去不但现代感满满的,也是极为壮观,它的主体工程便是由一座高楼和很多围绕高楼的镜子所构成,而那样的工程建筑,中国也有一个,并且早在2018年就早已峻工了。

中国的这座熔盐塔式光热发电站基本建设于敦煌戈壁滩,是亚洲第一个熔盐塔式光热发电站,尽管从设计方案输出功率上而言,要比迪拜的大家小得多,仅有100万千瓦,但仍能够达到超出8万家家中的用电量要求,并且就外型来讲,一样充满了科技之美,毫无疑问是青藏高原上的一景。这座光热发电站的主体工程由一座260米多的集热塔和12000枚镜子构成,那麼这一设备到底是怎样运用镜子来开展发电厂的呢?

熔盐塔式光热发电站的基本原理实际上 非常好表述,便是把太阳能转换为热量并保存起来,用于发电量。

乍一看,它与传统的的太阳能太阳能发电好像相仿,但事实上区别非常大,优点也非常大。熔盐塔式光热发电站所运用的镜子并没有寻常的镜子,它有一个专用型的名字,称为“定日镜”,定日镜是球面的,它能够追随光的运动来开展旋转,并把照射镜子上的光精确地反射面到上面的集热塔以上。

那麼集热塔是怎样把发热量储存起来的呢?这就需要说集热塔当中的熔盐物质了,这一熔盐并并不是溶岩,但却又类似溶岩,它的关键构成成份便是硝酸钾和亚硝酸钠,这种酸盐物质形状十分平稳,在290度至565度中间都能够维持可移动的熔融状态。为了更好地将高温熔盐物质和超低温熔盐物质差别起来,在集热塔的两边各自配置了一个超低温罐和一个高温罐。

超低温罐当中储存着温度为290度的溶岩物质,当定日镜将光发送到集热塔之后,超低温罐会将290度的熔盐物质送至集热塔中,这种熔盐物质在消化吸收发热量的环节中慢慢提温,当水温贴近565度时,缩小泵会将他们抽中高温罐内开展存储。

在提前准备发电量时,高温罐里的熔盐物质会被送至蒸汽室当中,随后就逐渐烧开水了,水消化吸收发热量造成蒸气,蒸气促进汽轮发电机运行,电就造成了。熔盐物质将热量传递给了水,本身的温度又降低到贴近290度,因此他们被收回低温泵,再度进到集热塔搜集发热量。这就是熔盐塔式光热发电站的基本概念,懂了它的基本原理,也就看得出了它与传统的的太阳能太阳能发电中间的差别,这一差别便是光热发电站解决了动能的存放难题。

因为熔盐塔式光热发电站能够根据熔盐物质将发热量储存起来,因此它的电力工程输出十分平稳,又不受限于白天黑夜更替和天气变化,能够替代传统式发电方式,而太阳能太阳能发电则彻底是粗放经营,并且只有即采即用,因此只有做为一种填补电力工程。

那麼为何太阳能太阳能发电不能够开展电力工程储存呢?而且成本费太高了,假如要给一座太阳能发电太阳能发电站配置相对应的电力工程储存设备,工程造价最少要提升10倍。是否有一些惊讶?但这一点也不浮夸。由于要将太阳能发电太阳能发电站所产出率的电力工程储存起来就务必要应用电瓶,而与太阳能发电太阳能板相对性应的锂电的成本大概是太阳能板的2倍,但难题是锂离子电池的使用期限远不可以和太阳能板对比。如今生产制造的太阳能的使用寿命都是25年之上,而锂电可以坚持不懈5年早已是极限了。

锂电的工程造价本便是太阳能板的2倍,并且在太阳能发电太阳能板应用限期还需要开展5次拆换,那样计算下来,工程造价一下就增强了10倍,而这也是十分传统的可能。

对比传统式的太阳能发电太阳能发电站来讲,熔盐塔式光热发电站的优点是一目了然的,它运用熔盐物质将发热量储存起来,什么时候收到用电量命令,什么时候发电量,因此它不但好于太阳能光伏电站,乃至比地热发电,水可发电量都需要更为出色,那麼这般出色的新能源技术,为什么没有规模性普及化呢?因为较之传统式的发电方式来讲,熔盐塔式光热发电站的修建成本费或是相对性较高的,这阻拦了它短时间的快速普及化,但将来伴随着科学研究的不断发展及其工艺的持续创新,修建成本费也会相对降低,因此熔盐塔式光热发电方法很有变成 将来流行发电方式的发展潜力。

1.传热无相变,传热均匀稳定,传热性能好、系统压力小、使用温度较高、价格低、安全可靠。

2.熔盐质量对太阳能热发电的影响程度

熔盐是太阳能热发电主要的热储能介质,特别是使用过程处于高温高压的状态,对设备、熔盐要求都非常高。目前市场上硝酸盐产品品质不一,尤其是国外大公司打着天然产品,很可能引起用户误导,因为硝酸盐不管是天然产品,或化学合成,它的本质始终是化学品,只要产品杂质含量低就是好产品。在我们太阳能热发电项目里,熔盐的品质直接关系到设备的寿命与熔盐的消耗定额。如果熔盐产品中氯离子高,还会影响储能温度,因为氯离子在高温下加速硝酸盐分解。所以我们要科学选材,保证发电系统的畅通。

3.太阳能专用熔盐的品种

(1)低温熔盐介绍:三元组份硝酸盐100-300℃低温熔盐是我们公司针对低温太阳能热发电使用的专用盐,有三种盐复配而成。它的熔点在90℃左右,使用到300℃没有明显分解现象出现。是最优良导热油代替品。

(2)中温熔盐介绍:中温熔盐是传统的二元组份硝酸盐,熔点在220℃左右。它广泛用于金属表面热处理和化工生产的高温热载体,这种熔盐适用于槽式太阳能热发电,在270℃-400℃左右使用稳定性很好,我国已经有几十年应用经验。

(3)高温熔盐介绍:该产品由我们公司科技人员针对塔式太阳能热发电而研发,由三种硝酸盐组成的复合盐。熔点在230℃左右,使用温度在565℃左右,最高耐温范围在620℃左右,由于该产品使用温度高,熔盐容易对设备产生腐蚀,所以本产品对杂质控制非常严格,特别是氯离子杂质控制在0.001%左右,产品主含量几乎达到化学分析纯等级,是目前国际熔盐产品中最顶级的盐。

(4)硝酸钠产品质量介绍

分子式:NaNO3

分子量:84.99

CAS号:7631-99-4

性状:无色透明或白微带黄色菱形结晶,密度2.257(20℃时),味苦咸,易溶于水和液氨,微溶于甘油和乙醇中,易潮解,在含有极少量氯化钠杂质时,硝酸钠潮解性就大为增加。有氧化性。与易燃物品接触能引起爆炸。对呼吸系统和皮肤有刺激性。

用途:是制造硝酸钾、炸药、苦味酸及其他硝酸盐,也可用作玻璃的消泡剂与脱色剂,搪瓷工业的助溶剂,烟草助燃剂,金属清洗剂和配置黑色金属发蓝剂,铝合金热处理和熔盐原料,农业上用作肥料。

包装:内包装为聚乙烯薄膜袋,外包装为聚丙烯编织袋,每袋净重50kg、1000kg。

(5)硝酸钾产品质量介绍

分子式:KNO3

分子量:101

CAS号:7757-79-1

性状:硝酸钾为无色透明斜方晶体粉末或颗粒,相对密度2.109,熔点334℃。易溶于水。在空气中不易潮解,为强氧化剂,与有机物接触能引起燃烧爆炸。

用途:硝酸钾是制造黑色火药、导火线、烟花等的原料;作金属热处理淬火用;陶瓷工业用于制造彩釉;用作玻璃澄清剂,光学玻璃和太阳能熔盐等。生产青霉素钾盐、利福平等医药。还用作选矿药剂。农业上用作肥料,及花卉、蔬菜、果树等经济作物的叶面喷施肥料等。

4.熔盐的性质

熔盐,是一种由化学纯硝酸盐混合体组成的低熔点混合物。在工业上普遍采用的该种混合物又称导热盐、热媒体(英文名HEAT TRANSFER SALT,简称HTS)其成分为40%NaNO2、7%NaNO3、53%KNO3。这种熔融碱金属硝酸盐混合物具有均热性、导热性、流动性及化学稳定性等优点。HTS的熔点为142.2℃,熔融热为78. 986kj/kg,相对平均分子质量为89.2。HTS在427℃以下非常稳定,可长期不变质,并对碳钢或不锈钢腐蚀较轻。450℃以上开始缓慢分解,550℃以上分解速度加快,600℃以上则明显分解,同时熔点升高,颜色从透明的淡琥珀色逐渐变为棕黑色。熔盐的分解反应主要是亚硝酸钠的分解,其反应式为:5NaNO2=3NaNO3 +Na2O +N2,从而导致熔点逐渐上升。为了适应高温储能的需要,我公司调整配方,提高了使用温度。在使用过程可采用充N2保护。

5、熔盐系统的运行

熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质。在生产中初次加热熔盐应注意以下几点:

(1)熔盐熔点随着组分的改变而改变,使用时必须控制在使用范围内,所有熔盐管线应有蒸汽伴热或采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。

(2)在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。

(3)由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流。如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。正常情况下,泵的电流会有波动,但波动的范围不大,随着熔盐温度的升高,泵电流会逐渐降低且趋于平稳。

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