CSPPLAZA光熱發電網訊:西班牙南部塞維利亞市有一處規模宏大、氣勢壯觀的設施。從空中看去,就好像雕刻于地球表面的巨幅藝術作品。這個龐大陣列就是世界上首家擁有夜間發電能力的太陽能電站——Gemasolar太陽能電站。
2011年7月初,圖雷索爾能源(yuan)公(gong)司對(dui)外宣布(bu),Gemasolar太陽能電(dian)站(zhan)順(shun)利完成了為期一個月的試運行,并成功(gong)實現了24小時(shi)不間(jian)斷供(gong)電(dian)(dian),從而(er)成(cheng)為世界上首個能夠持續24小時(shi)發電(dian)(dian)的太陽能發電(dian)(dian)廠。
Gemasolar太陽能電站除了“可夜間(jian)發電”這個引人矚目的特點外,更讓人感興趣的是它所擁有的2650面定日鏡和185萬(wan)平方米(mi)的(de)占地面(mian)積。試想一下(xia),在200多個(ge)足球場大的土地上,將數千面巨大的鏡子按同心圓(yuan)狀依(yi)次排開,是何等的壯觀!這些定(ding)日鏡安裝有光線跟(gen)蹤(zong)系(xi)統(tong),能(neng)像向日葵一樣跟(gen)隨太陽移動,將95%的太陽(yang)輻射匯聚(ju)到位(wei)于中心的巨型集熱裝置上。
Gemasolar太陽能電站歷經兩(liang)年時間完(wan)成建設任務, 共(gong)投(tou)資2.6億美元。該電站預計年(nian)發(fa)電量為1.1億千瓦(wa)時,能滿足2.5萬戶居民的用電需求(qiu),年減排二氧(yang)化(hua)碳可達3萬噸,故稱其為一個(ge)“收獲陽光(guang)的牧場”一點也不為過。
全(quan)天候運作的“光(guang)明使者”
“夜晚沒有太(tai)陽(yang)(yang)了怎么發(fa)電?”這(zhe)個“陽(yang)(yang)光牧(mu)場”是(shi)如何在夜間(jian)給人(ren)帶來光明的(de)呢?
據悉,西班牙研究人(ren)員開發出的(de)可以晝夜發電(dian)的(de)電(dian)廠(chang)是太陽能高塔電(dian)廠(chang),其主體是一個高高的(de)如同工廠(chang)煙囪(cong)一樣的(de)建筑,這種發電(dian)系統還(huan)包括集熱(re)區、蓄熱(re)罐(guan)和渦輪發電(dian)機(ji)組等(deng)。每(mei)片(pian)集熱(re)區中(zhong)有數千面太陽能反(fan)射鏡。這些反(fan)射鏡緊緊圍繞著(zhu)一個高塔,按照經過(guo)精確(que)計算的角度進(jin)行安(an)裝。
在白天,所有(you)反(fan)(fan)射鏡把(ba)陽光集中反(fan)(fan)射到高塔頂端的大水箱(xiang)中,里(li)面(mian)的水被加熱成(cheng)蒸汽后可驅動渦輪機發(fa)(fa)電,數個(ge)高塔組成(cheng)一個(ge)面(mian)積(ji)可達幾十平方公里(li)的巨型太陽能發(fa)(fa)電廠。
太陽能(neng)(neng)高塔(ta)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠與我們(men)熟知(zhi)的太陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠的發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)原理不(bu)太一樣。以往的太陽能(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠一般采(cai)用太陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)板,通過吸收光子的能(neng)(neng)量直接產生電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流,這種(zhong)(zhong)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)方式又被(bei)稱(cheng)(cheng)為光伏發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。而太陽能(neng)(neng)高塔(ta)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠則是(shi)利用反(fan)射(she)的太陽光加熱水來(lai)進行發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),因此這種(zhong)(zhong)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)方式被(bei)稱(cheng)(cheng)為反(fan)射(she)太陽能(neng)(neng)集熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。
太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)發電(dian)一直(zhi)沒能(neng)(neng)大規模(mo)推廣,除(chu)了成(cheng)本和(he)效率外,還有一個重(zhong)要(yao)的(de)(de)原(yuan)因是(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)不穩(wen)定。那(nei)么,太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)廠是(shi)怎樣保障太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)全天候穩(wen)定輸出電(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)?奧妙(miao)源于(yu)這些同心圓圓心中那(nei)個像高塔一樣的(de)(de)集熱(re)裝置,可以將其理解為(wei)一個巨大的(de)(de)鐵罐(guan),里面盛放著許多用來吸收并存儲熱(re)量的(de)(de)熔鹽——硝酸(suan)鹽,主要(yao)是(shi)硝酸(suan)鉀和(he)硝酸(suan)鈉。白天,在太(tai)陽(yang)輻射(she)的(de)(de)加熱(re)下,硝酸(suan)鹽受熱(re)熔化,吸收熱(re)量,最高溫(wen)度(du)可達到500多攝(she)氏度(du)。高溫產生的高壓(ya)蒸汽(qi)驅動發(fa)電機運(yun)行(xing)從而產生電力,經由附近的變電站(zhan)變壓(ya)后進(jin)入電網。夜(ye)晚(wan)溫度(du)降低時,這些硝酸鹽則凝固,并釋放大量(liang)熱量(liang)到管道中,繼(ji)續加熱高塔(ta)水箱中的水,產生蒸汽(qi)繼(ji)續發(fa)電。蓄熱罐在夜(ye)晚(wan)釋放的熱能,足夠讓發(fa)電站(zhan)在沒有(you)陽光的情(qing)況(kuang)下運(yun)行(xing)15小時。也就是說,白天曬9個小時太(tai)陽,全天24小時(shi)都可以(yi)發電。
其實,類似的(de)(de)(de)創意就在(zai)我們(men)身邊。不少人家房頂家上安裝了太陽能(neng)熱水器,就是利用白天強(qiang)烈(lie)的(de)(de)(de)太陽能(neng)把水燒熱,儲存到晚上洗(xi)漱時使用。與(yu)槽式聚光(guang)技(ji)術相(xiang)比,這種(zhong)系(xi)統(tong)(tong)能(neng)產(chan)生更高的(de)(de)(de)溫度,提供更多的(de)(de)(de)高壓蒸汽,從而能(neng)使發(fa)電(dian)效率獲得大(da)幅提升(sheng)。與(yu)晶硅太陽能(neng)發(fa)電(dian)系(xi)統(tong)(tong)相(xiang)比,其特點在(zai)于由陽光(guang)產(chan)生的(de)(de)(de)能(neng)量更易(yi)存儲。此外,該系(xi)統(tong)(tong)另一個顯著優(you)勢在(zai)于,它能(neng)與(yu)使用傳統(tong)(tong)渦輪發(fa)電(dian)機的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)站無縫結合,幾乎(hu)不需要什(shen)么改造成本。
Gemasolar發電站(zhan)所(suo)在的(de)西班牙(ya)南(nan)部陽光充(chong)足,這(zhe)意味著(zhu)在包括(kuo)夜間(jian)的(de)絕大多數時(shi)間(jian)里該電站(zhan)都將能夠正常(chang)運行。研究人員(yuan)根據(ju)往年的(de)氣候(hou)資料估(gu)計(ji),每(mei)年它至少可以(yi)發電270天,與其他的可再生能源相比,該成績已十分理想(xiang)。
可再生能源的“未來之星”