西班牙研究人員最近開發(fā)出一種可儲(chǔ)能的太陽(yáng)能電廠,可晝夜不停地發(fā)電。
可以晝夜發(fā)電的電廠是太陽(yáng)能高塔電廠,其主體是一個(gè)高高的如同工廠煙囪一樣的建筑。這種發(fā)電系統(tǒng)還包括集熱區(qū)、蓄熱罐和渦輪發(fā)電機(jī)組等。每片集熱區(qū)中有數(shù)千面太陽(yáng)能反射鏡。這些反射鏡緊緊圍繞著一個(gè)高塔,按照經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的角度進(jìn)行安裝。
在白天,所有反射鏡把陽(yáng)光集中反射到高塔頂端的大水箱中,里面的水被加熱成蒸汽后可驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。數(shù)個(gè)高塔組成一個(gè)面積可達(dá)幾十平方公里的巨型太陽(yáng)能發(fā)電廠。在西班牙已經(jīng)建成的一個(gè)高塔電廠中,密密麻麻地分布著數(shù)百個(gè)高塔。
太陽(yáng)能高塔電廠與我們熟知的太陽(yáng)能電廠的發(fā)電原理不太一樣。以往的太陽(yáng)能發(fā)電廠一般采用太陽(yáng)能電池板,通過(guò)吸收光子的能量直接產(chǎn)生電流,因此這種發(fā)電方式又被稱為光伏發(fā)電。而太陽(yáng)能高塔發(fā)電廠則是利用反射的太陽(yáng)光加熱水來(lái)進(jìn)行發(fā)電,因此這種發(fā)電方式被稱為反射太陽(yáng)能集熱發(fā)電。
太陽(yáng)能發(fā)電一直沒(méi)能大規(guī)模推廣,除了成本和效率外,還有一個(gè)重要的原因是太陽(yáng)能不穩(wěn)定。那么,太陽(yáng)能高塔電廠是怎樣保障太陽(yáng)能全天候穩(wěn)定輸出電能的?奧秘就在于蓄熱罐。
蓄熱罐中的儲(chǔ)能物質(zhì)是硝酸鹽,主要是硝酸鉀和硝酸鈉。硝酸鹽在白天受熱熔化,吸收熱量。夜晚溫度降低時(shí),這些硝酸鹽則凝固,并釋放大量熱量到管道中,繼續(xù)加熱高塔水箱中的水,產(chǎn)生蒸汽繼續(xù)發(fā)電。蓄熱罐在夜晚釋放的熱能,足夠讓發(fā)電站在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下運(yùn)行15小時(shí)。也就是說(shuō),白天曬9個(gè)小時(shí)太陽(yáng),全天24小時(shí)都可以發(fā)電。
其實(shí),類似的創(chuàng)意就在我們身邊。不少人家房頂上安裝了太陽(yáng)能熱水器,就是利用白天強(qiáng)烈的太陽(yáng)能把水燒熱,儲(chǔ)存到晚上洗漱時(shí)使用。
除了西班牙,德國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)的研究人員也對(duì)太陽(yáng)能集熱發(fā)電展開了研究。澳大利亞一家名為“環(huán)境任務(wù)”的公司在新南威爾士州建造了一座規(guī)模龐大的太陽(yáng)能高塔。這個(gè)發(fā)電站的塔高達(dá)1000米,底部的集熱區(qū)直徑達(dá)7000米,裝機(jī)容量達(dá)到200兆瓦,足夠20萬(wàn)戶家庭使用,預(yù)計(jì)每年可以減少至少90萬(wàn)噸二氧化碳排放。
一些干旱荒漠地區(qū)曾被視為沒(méi)有價(jià)值的貧瘠地區(qū)。太陽(yáng)能專家表示,荒漠地區(qū)往往太陽(yáng)能儲(chǔ)量十分豐富,空中云汽量很少,晴天的比例很高,可以大力發(fā)展太陽(yáng)能,尤其是太陽(yáng)能高塔這樣的全天候發(fā)電系統(tǒng)。這樣不僅可以大量減少化石能源帶來(lái)的污染,還可以利用太陽(yáng)能電力發(fā)展遠(yuǎn)程灌溉系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)局部戈壁和沙漠的綠洲化。