太陽能熱發(fā)電廠吸收太陽能來產(chǎn)生熱量，西門子公司正在研究提高光熱技術(shù)，以使熱蒸汽溫度較目前水平提高160℃。此方案是將利用熔鹽作為熱存儲物質(zhì)，該技術(shù)已經(jīng)為很多工廠采用以保存多余的熱量。如果該技術(shù)被證明可行，將使工廠熱蒸汽溫度達到540℃，這是蒸汽渦輪機可承受的最大溫度。
 
　　西門子新的光熱工廠設(shè)計，同目前運行的大多數(shù)太陽能發(fā)電廠一樣，通過槽狀拋物反射鏡面陣列（trough-shaped rows of parabolic mirrors）將光聚集到鋼集熱管，這種設(shè)計的唯一缺點是，當(dāng)溫度達到設(shè)計上限溫度390℃時，用于吸收存儲熱量到中央發(fā)電機的合成油會分解。
 
　　BrightSource，eSolar，和SolarReserve公司提議建立中央塔工廠（power tower plants），利用升級的槽設(shè)計將光聚集到中央塔，以此來解決合成油溫度限制問題。但是西門子希望能夠通過更好的槽設(shè)計，同時利用熱穩(wěn)定的熔鹽來吸收熱量。這一設(shè)計不僅會比目前的工廠更加高效，而且建造成本降低。“下一步只需要將油換成鹽”，西門子熔鹽技術(shù)項目經(jīng)理Peter Mürau說。
 
　　德國的工程大鱷將成為第二個將熔鹽注入太陽能集熱管的公司。去年夏天，意大利設(shè)備Enel開始在3000平方米的工廠注入熔鹽，該工廠在西西里島錫拉庫扎市燃?xì)怆姀S的附近。在5.4千米的集熱管中熔鹽的溫度達到565℃，將發(fā)電能力提高5%。
 
　　Enel工廠用集熱管來自阿基米德太陽能(Archimede Solar Energy)，這是唯一一家用于熔鹽設(shè)計的集熱管制造者。其集熱管采用熱穩(wěn)定性極好的金屬陶瓷，高溫下耐彎曲性能同較厚的鈦穩(wěn)定的鋼管相同。阿基米德的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Paolo Martini表示工廠運行良好。Enel計劃在西西里島建立30兆瓦工廠。
 
　　從2009年起，西門子已經(jīng)陸續(xù)收購了阿基米德45%的股份，但西門子更傾向于建立試驗性規(guī)模的工廠來使熔鹽理念更加優(yōu)化和成熟，然后再將此技術(shù)推廣到全球的客戶。“我們相信此項技術(shù)是可行的，但是商業(yè)化仍然有很多工作需要去做去完善�！� Mürau說。
 
　　西門子正在葡萄牙埃武拉大學(xué)建熔鹽試驗基地。該基地將在明年初開始運行。該工廠(作為德國研究團體鹽和化學(xué)品大鱷K+S AG和德國航空航天中心的一部分)將在高溫和低溫下都能減少能量損失。
 
　　較大的能量損失來自集熱管的吸收的熱量，在將能量傳輸給工廠汽輪機之前有部分損耗�！皳p耗與溫度呈冪數(shù)曲線，在高溫時損耗急劇上升” Mürau說。西門子將尋求達到最高的溫度的同時避免熱損失過大的解決方案。
 
　　另外的能量損耗的挑戰(zhàn)來自熔鹽的高冰點，用于熱儲存的硝酸鉀和硝酸鈉鹽混合物在溫度低于220℃時結(jié)晶。在中央能量儲存庫(centralized energy storage tanks)中結(jié)晶很容易避免，但是在千米長的集熱管避免結(jié)晶存在很大的挑戰(zhàn)。為了解決結(jié)晶問題，Enel工廠利用其他的能量源使管道中的鹽的溫度保持在290℃以上。Mürau說西門子正在尋找冰點在150℃或更低的鹽，這就意味著消耗更少的能量用在避免鹽管道結(jié)晶。
 
　　根據(jù)Mürau介紹，如果西門子的努力獲得成功，熔鹽槽設(shè)計工廠將會比油工廠的發(fā)電成本降低10%。（目前的太陽能熱發(fā)電的成本為13-20分每千瓦時，比煤燃料發(fā)電要高）。成本的降低一方面來自汽輪機利用更高溫蒸汽發(fā)電能力的提高，另一方面來自建造成本的降低。
 
　　然而，有很多的專家認(rèn)為結(jié)晶的風(fēng)險仍然是熔鹽技術(shù)商業(yè)化的致命弱點。桑迪亞國家集中太陽能發(fā)電實驗室(Sandia National Laboratory's concentrating solar-power program)的主管Thomas Mancini表示他仍然對在集熱管中利用熔鹽存在的結(jié)晶帶來的危險持謹(jǐn)慎態(tài)度，他說即使在100℃也存在結(jié)晶的可能性。
 
　　但是行業(yè)的其他人對熔鹽的應(yīng)用潛力持樂觀態(tài)度。比如1月份科羅拉多州的SkyFuel在美國能源部的支持下，投資430萬美元用于高溫集熱管的金屬薄膜槽鏡面研發(fā)。 
 


作者： 來源：環(huán)球家電網(wǎng) 責(zé)任編輯：admin