美研發(fā)出新型熱化學(xué)儲(chǔ)熱系統(tǒng) 比熔鹽儲(chǔ)熱更加高效低廉
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Jennifer | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 12899查看 | 2016-05-06 09:17:31
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：近日，美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)和佛羅里達(dá)大學(xué)的工程師合作新開發(fā)出一種新的熱化學(xué)設(shè)備，可用于存儲(chǔ)和釋放太陽能。
與用光伏電池收集的熱量相反，太陽熱能的收集通常要運(yùn)用一個(gè)大規(guī)模的電站，將大面積的定日鏡上的陽光反射到集熱器上，然后利用這些熱量加熱介質(zhì)，并驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)運(yùn)行發(fā)電。然而，傳統(tǒng)的儲(chǔ)熱設(shè)備往往伴有間歇性運(yùn)行的問題。
美國(guó)科研人員改進(jìn)后的儲(chǔ)熱方案新增了一種類似電池的熱化學(xué)儲(chǔ)熱系統(tǒng)，只不過其內(nèi)部的轉(zhuǎn)化過程是基于熱能而非電流。在“充電”期間，碳酸鍶在太陽熱能作用下，分解成氧化鍶和二氧化碳。當(dāng)“放電”時(shí)，氧化鍶和二氧化碳會(huì)發(fā)生合成，同時(shí)釋放出儲(chǔ)存的熱量。
圖：新型儲(chǔ)熱方案原理圖
如此一來，將有效減少儲(chǔ)存太陽熱能所需成本，從而利于該儲(chǔ)熱系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
據(jù)研究人員介紹，這些材料不但不易燃，而且綠色環(huán)保、隨手可得。他們還聲稱，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，采用這些材料制成的設(shè)備能夠?qū)⒛芰棵芏忍岣?0倍，這就意味著，該設(shè)備的價(jià)格更低、體積更小。
“隨著對(duì)這種化合物研究的深入，我們愈加發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)熱系統(tǒng)在降低成本、提高效率方面的潛能”，俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)工程助理教授NickAuYeung表示。
“在這些類儲(chǔ)熱系統(tǒng)中，能源效率與能否盡可能運(yùn)用最高溫度密切相關(guān)。熔鹽在儲(chǔ)存太陽熱能時(shí)的工作溫度約600攝氏度，并且需要大規(guī)模的運(yùn)載容器及防腐蝕性材料。而我們研究的化合物的運(yùn)行溫度為1200攝氏度，同時(shí)儲(chǔ)熱效率比現(xiàn)有系統(tǒng)高兩倍“，該研究團(tuán)隊(duì)介紹說道：”由于溫度足夠高，因此可以直接加熱空氣來驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再利用余熱產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動(dòng)其他渦輪機(jī)。“
盡管在研究早期，大家對(duì)該系統(tǒng)的期許值很高，但對(duì)它的耐久性存在一定擔(dān)憂。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于底層材料發(fā)生變化，該系統(tǒng)的儲(chǔ)熱容量在運(yùn)行45個(gè)周期后會(huì)發(fā)生下降。研究人員也表示，正在設(shè)法延長(zhǎng)該系統(tǒng)的運(yùn)行周期，同時(shí)積極探索新方法，以使這些化合物實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用。
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