日前,國內首個(ge)光熱裝配式能(neng)(neng)源(yuan)島在新疆吐(tu)魯番(fan)湘吐(tu)熱經濟產(chan)業園順利竣工。三(san)千公里外,長沙(sha)理(li)工大學的(de)科研人員在學校源(yuan)網荷儲綜合(he)能(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)實驗室通過(guo)遠程操(cao)控,密切關注著每一(yi)個(ge)運行指標(biao)的(de)動(dong)態。
這個能源島由長(chang)沙理(li)工大學(xue)主導研發和首(shou)創設計(ji),歷時兩年正(zheng)式(shi)落(luo)地“火(huo)洲”吐魯番,創新(xin)性采用(yong)離網式(shi)冷熱電(dian)綜(zong)合儲能與供(gong)能,標志著該校科(ke)技援疆邁(mai)出“硬核”一(yi)步。
煩人“熱浪”變身“綠色熱資源”
火(huo)焰山腳下,極目黃砂,唯日光如火(huo)。
烈(lie)日下,藍色光(guang)伏板(ban)整齊排(pai)列,光(guang)熱(re)集(ji)熱(re)系統呈抓握狀、集(ji)熱(re)場的(de)追光(guang)系統正循著日照緩慢(man)旋轉。另一側,儲熱(re)系統正源源不斷(duan)地將采集(ji)的(de)熱(re)能存儲,以(yi)備(bei)即時供應……占地近3000平(ping)方米,國內首個光(guang)熱(re)裝(zhuang)配式能源島已上線運行。
這一成果來之不易。2021年暑假(jia),應湖(hu)南(nan)省援疆前方指揮部(bu)和吐魯番(fan)市政府(fu)邀請(qing),時任長(chang)沙理工大學副校長(chang)劉建民率領能源動力(li)相關學科(ke)專家一行赴新疆考察調(diao)研(yan)。一下飛機,熱浪(lang)撲面襲來,讓(rang)人喘不過氣。
熱,是吐魯(lu)番(fan)最顯著的標簽。一(yi)年(nian)之(zhi)中炎熱的氣候有半年(nian)之(zhi)久(jiu),夏季氣溫(wen)常居40攝(she)氏度以(yi)上(shang),地表溫(wen)度可達70攝(she)氏度。“火洲(zhou)”由此得名(ming)。
如(ru)何(he)在這片“熱”土上作(zuo)好“科技”文章?
調研中,專(zhuan)家(jia)了解到吐魯(lu)番年平(ping)均日(ri)照(zhao)時(shi)數(shu)長(chang)達3200小時(shi),年均降雨(yu)量卻僅(jin)有16毫米。“日(ri)照(zhao)長(chang)、氣溫高、降水少,正是光熱資源綜合利用的絕佳之(zhi)地。”
令人(ren)避之不(bu)及的“熱浪”,成為專(zhuan)家眼中(zhong)取之不(bu)盡(jin)、用(yong)之不(bu)竭的“熱資(zi)源”。
走訪調(diao)研、前期論證(zheng)、綜合選(xuan)址(zhi)、技(ji)術攻關……兩年間,在湖(hu)南省(sheng)援疆前方(fang)指(zhi)揮部、湖(hu)南省(sheng)科(ke)技(ji)廳(ting)的大力支持下,長(chang)沙理(li)工大學科(ke)研人員(yuan)五(wu)進(jin)吐(tu)魯番,聯(lian)合中(zhong)國(guo)電(dian)力國(guo)際發展有限(xian)公(gong)司、中(zhong)交火(huo)焰山汽(qi)車(che)檢測(ce)有限(xian)公(gong)司、湘能楚天(tian)電(dian)力集團、國(guo)輝(武漢)智慧能源(yuan)有限(xian)公(gong)司等多方(fang)力量(liang),力促科(ke)技(ji)資(zi)源(yuan)不(bu)斷聚(ju)集,為當地“熱經濟”注入“源(yuan)頭活(huo)水”。
難題不止于(yu)“熱”。吐魯番地貌豐富,沙漠與綠洲交相呼(hu)應(ying)。在(zai)遼闊的荒漠地帶,人煙稀少,電(dian)網(wang)覆蓋極為薄弱。
如何不依(yi)賴電(dian)網(wang)(wang)獨(du)立(li)運行?能源島交出(chu)完(wan)美答卷(juan)——其關鍵(jian)技術集(ji)太陽能光伏發電(dian)模(mo)塊、太陽能集(ji)熱(re)模(mo)塊、儲能(電(dian)、熱(re)、冷(leng)(leng))系統、集(ji)控中心于一體,實現(xian)了源側(ce)(ce)集(ji)能、儲側(ce)(ce)存能、用(yong)戶側(ce)(ce)供能的閉(bi)環作業(ye),不依(yi)賴電(dian)網(wang)(wang)即(ji)可(ke)實現(xian)獨(du)立(li)存儲與(yu)供應電(dian)、熱(re)、冷(leng)(leng)能。
百(bai)(bai)(bai)分(fen)(fen)百(bai)(bai)(bai)綠色(se)能(neng)(neng)源利用(yong)、百(bai)(bai)(bai)分(fen)(fen)百(bai)(bai)(bai)零碳排放、百(bai)(bai)(bai)分(fen)(fen)百(bai)(bai)(bai)離網運行……運營(ying)成(cheng)本(ben)、安(an)全性等(deng)多項指標刷(shua)新紀錄,在廣(guang)闊的疆域地(di)帶,能(neng)(neng)源島為西部儲(chu)能(neng)(neng)安(an)全提供了(le)一(yi)個全新樣本(ben)。
冷鏈“黑科技”打通鮮果“最先一公里”
科技援疆,根在創新,本在惠民。
提起吐魯番,人(ren)們想到的(de)不止炎炎火焰山,還(huan)有(you)味美多汁(zhi)的(de)葡萄、哈密瓜等新鮮優質(zhi)農(nong)產品。超(chao)(chao)高氣溫和超(chao)(chao)長日(ri)曬(shai),給了水(shui)果(guo)超(chao)(chao)高甜度的(de)口感,“瓜果(guo)之(zhi)鄉”名副其實(shi)。
一(yi)頭(tou)是(shi)在疆果農的提質增收,一(yi)頭(tou)關系著(zhu)內地廣(guang)大民眾“舌尖上”的福(fu)祉。由于距離遠、損耗(hao)大、成本高等原(yuan)因,吐魯番(fan)的瓜果雖聞名遐(xia)邇卻(que)難以原(yuan)汁原(yuan)味送達大江南北。
“無(wu)電網覆蓋的田間地頭讓(rang)能(neng)源供給更顯困難,這(zhe)意味著新鮮(xian)采摘的優質(zhi)(zhi)蔬果無(wu)法保(bao)鮮(xian),口(kou)感和品質(zhi)(zhi)都將在運輸中大打折扣(kou)。”能(neng)源與動力工程學(xue)院李傳常教授說。
如何破題(ti)?李傳常(chang)團隊(dui)就地取(qu)材(cai),研(yan)制(zhi)了沙漠砂固體儲(chu)熱(re)(re)材(cai)料、高(gao)(gao)循環穩定性相變(bian)儲(chu)冷材(cai)料等關鍵材(cai)料,攻(gong)克(ke)了在極端高(gao)(gao)溫、干熱(re)(re)的環境(jing)下長(chang)時儲(chu)熱(re)(re)-高(gao)(gao)效制(zhi)冷-長(chang)時儲(chu)冷的技術(shu)難題(ti),建(jian)起(qi)了一座集裝箱(xiang)式可移動無源(yuan)儲(chu)冷冷庫。
“冷能存(cun)儲時長可(ke)達96小時。”李(li)傳常介(jie)紹說,利用相(xiang)變儲冷技術,儲能冷鏈“黑科技”將打通(tong)“最先一公(gong)里(li)”,全程“護航”新鮮瓜果從田間地頭送(song)達千家(jia)萬戶的餐(can)桌。
惠民的探(tan)索不(bu)止于(yu)此(ci)。在能(neng)源(yuan)島上還(huan)建(jian)有(you)首個源(yuan)網荷儲體(ti)驗站(zhan),以夏季供冷、冬季供暖為主體(ti),體(ti)驗站(zhan)傾力為到訪者打造(zao)舒適的離網式(shi)辦公、休憩、中轉(zhuan)服務;針對日(ri)益增多(duo)的新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車用戶(hu),能(neng)源(yuan)島還(huan)設有(you)雙槍式(shi)快充(chong)充(chong)電樁(zhuang),滿足不(bu)同群體(ti)的個性(xing)化需求(qiu)……
據(ju)悉,光熱(re)裝配式能(neng)源島(dao)是(shi)吐(tu)(tu)魯番(fan)湘吐(tu)(tu)熱(re)經(jing)濟產業園落(luo)地的(de)首(shou)個示范(fan)引導項目(mu),也是(shi)長沙(sha)理(li)工大(da)學(xue)-吐(tu)(tu)魯番(fan)熱(re)資源開發與(yu)利用專家(jia)工作(zuo)站首(shou)個工程實(shi)踐項目(mu)。長沙(sha)理(li)工大(da)學(xue)黨委書記付(fu)宏淵表示,學(xue)校將繼續向吐(tu)(tu)魯番(fan)地區派出專家(jia)學(xue)者開展實(shi)地研究和工程實(shi)踐,持續鍛造(zao)學(xue)校服(fu)務(wu)國家(jia)能(neng)源安(an)全的(de)重要力量,在服(fu)務(wu)地方經(jing)濟社會發展、造(zao)福人民群眾中(zhong)取得更(geng)多實(shi)質性成果(guo)。