平面鏡可以幫我們整理裝束和面容,凸面鏡讓物體看起來變小,凹面鏡讓物體看起來放大。那么,如果說鏡子還有一個不尋常的作用——發電,你能相信嗎?
敦煌100兆(zhao)瓦熔鹽(yan)塔式光熱電(dian)站,由35面(mian)凹(ao)面(mian)鏡(jing)(jing)、12000多面(mian)定日(ri)鏡(jing)(jing)匯(hui)聚(ju)而(er)成,可以聚(ju)集并精準反射太陽光線。這就(jiu)是我們(men)要探尋的(de)“秘鏡(jing)(jing)基地”。
那么,這些鏡子究竟是(shi)如何發(fa)電的呢?人們(men)是(shi)不是(shi)聯(lian)想(xiang)到小時候(hou)拿著(zhu)鏡子反(fan)射太陽(yang)光(guang)線(xian)?沒錯(cuo),你(ni)已經猜(cai)中了一個開頭。其(qi)實,完成這個過程(cheng)需要追光(guang)、吸熱、發(fa)電、循環等(deng)4個環節(jie)。
探尋“秘鏡”背后的科學
利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)(yang)光線,首(shou)先要選擇(ze)一個日照(zhao)條件好(hao)的(de)(de)地(di)方(fang)。甘(gan)肅(su)敦煌(huang)是中國(guo)太(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)射量最(zui)高的(de)(de)區域之(zhi)一,太(tai)陽(yang)(yang)能年輻(fu)射量是全國(guo)平均水(shui)平的(de)(de)1.28倍。
地(di)方(fang)選好了,怎樣把(ba)光照變成電(dian)呢?我(wo)們(men)需要建(jian)一(yi)(yi)(yi)座高(gao)聳的(de)(de)吸熱(re)(re)塔(ta),塔(ta)頂(ding)安裝熱(re)(re)吸收(shou)裝置(zhi),吸熱(re)(re)器(qi)里儲(chu)存了大(da)量的(de)(de)熔鹽(yan)。這種(zhong)(zhong)鹽(yan)可不是我(wo)們(men)平日(ri)(ri)吃的(de)(de)鹽(yan),而是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)工業鹽(yan),它具有熔點低、儲(chu)熱(re)(re)強、還不貴(gui)的(de)(de)特點。接(jie)下(xia)來,12000多面(mian)定日(ri)(ri)鏡以同心圓狀(zhuang)圍繞著吸熱(re)(re)塔(ta),一(yi)(yi)(yi)起將陽光匯聚在(zai)塔(ta)頂(ding)的(de)(de)接(jie)收(shou)機上,并且(qie)每一(yi)(yi)(yi)面(mian)定日(ri)(ri)鏡都像一(yi)(yi)(yi)朵巨大(da)的(de)(de)向日(ri)(ri)葵(kui),可以跟隨太陽自動調整(zheng)鏡面(mian)角度,使反射(she)光精準(zhun)射(she)向吸熱(re)(re)器(qi)。
當光(guang)線聚(ju)焦(jiao)到(dao)吸(xi)熱(re)器上時(shi),熔(rong)鹽(yan)會被加熱(re)到(dao)攝氏(shi)600多(duo)度,就會融化(hua)成(cheng)液態流入下方的熱(re)鹽(yan)罐中。當需要發(fa)電時(shi),我們就把熱(re)鹽(yan)罐中熔(rong)鹽(yan)和水(shui)(shui)箱中的水(shui)(shui)一起打(da)入蒸汽發(fa)生(sheng)器。水(shui)(shui)在(zai)吸(xi)收熔(rong)鹽(yan)的熱(re)能后變成(cheng)高溫高壓的水(shui)(shui)蒸氣,驅動(dong)汽輪機(ji)發(fa)電,也就是我們熟知(zhi)的“燒開水(shui)(shui)”發(fa)電。
最后,釋放熱能的熔(rong)鹽回到冷鹽罐,再重新返回頂部的吸熱器(qi)中,等待(dai)下一輪(lun)發(fa)電。這就是“鏡(jing)(jing)子”發(fa)電的全(quan)過(guo)程,其實它是利用鏡(jing)(jing)子來(lai)實現光(guang)熱發(fa)電。
光熱發電具有獨特優勢
光(guang)(guang)熱發(fa)電具有清潔(jie)、穩定、高(gao)效的優勢(shi)。它完全利用太陽能(neng),不需要消耗煤炭(tan)、石油等化(hua)石能(neng)源,重要的是(shi)熔鹽和水資源還能(neng)重復利用。同樣是(shi)發(fa)一度電,光(guang)(guang)熱發(fa)電所(suo)(suo)產生的二氧(yang)化(hua)碳幾(ji)乎是(shi)目(mu)前所(suo)(suo)有主流發(fa)電方(fang)式中(zhong)最低的,僅為火力發(fa)電的1/50,光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電的1/6。
像風(feng)力發(fa)電(dian)(dian),產(chan)生的(de)電(dian)(dian)量也會隨(sui)風(feng)力大小波(bo)動,而光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian),就要看(kan)天吃飯(fan),到(dao)了夜(ye)晚(wan)更是(shi)無(wu)法發(fa)電(dian)(dian)。那么,光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)如何突(tu)破新能源發(fa)電(dian)(dian)的(de)隨(sui)機(ji)性和(he)波(bo)動性呢?答案就在可(ke)以儲熱(re)(re)的(de)熔(rong)鹽(yan)儲罐中。它就是(shi)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)的(de)“蓄電(dian)(dian)池(chi)”“充電(dian)(dian)寶”,在沒有(you)太陽光(guang)熱(re)(re)的(de)時候可(ke)以從熔(rong)鹽(yan)罐中提(ti)取熱(re)(re)熔(rong)鹽(yan)來“燒(shao)開(kai)水”,實現24小時可(ke)持續發(fa)電(dian)(dian),即便到(dao)了晚(wan)上,“秘鏡(jing)基地(di)”還可(ke)以滿負(fu)荷發(fa)電(dian)(dian)11個小時。
2019年(nian)6月,“秘鏡(jing)基地”已實現(xian)(xian)滿負荷發電(dian),年(nian)設計(ji)發電(dian)量3.9億度(du),相當于可以(yi)保證我們(men)現(xian)(xian)在所處的海寧市所有(you)家庭半年(nian)的用電(dian)量。
這就(jiu)是我(wo)們今天所(suo)探尋的(de)“秘鏡基地”,也(ye)是目前全球聚光規(gui)模最大、吸熱塔(ta)最高、建設周期最短、可24小(xiao)時連續發電的(de)光熱電站——敦煌100兆瓦熔(rong)鹽塔(ta)式(shi)光熱電站。