太陽能光熱發(fā)電幾種創(chuàng)新型儲熱技術(shù)簡述

1、光熱電站相比光伏電站的核心優(yōu)勢即在于光熱電站可配置儲熱系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠一樣，生產(chǎn)出電網(wǎng)友好型的可調(diào)度電力， 滿足連續(xù)的用電需求。目前，商業(yè)化光熱發(fā)電項目的儲能市場仍然以 二元熔鹽為工質(zhì)的熔鹽儲能技術(shù)為主流， 但其凝固點過高，易凍堵管 道的缺陷也飽受詬病。2016年下半年接連發(fā)生的美國新月沙丘電站熔鹽罐熔鹽泄露事 故以及西班牙Gemasolar光熱電站熔鹽熱罐損毀事故，均造成了熔鹽 罐維修費用及售電收入方面的巨大損失， 熔鹽儲熱系統(tǒng)的安全性、可 靠性再次受到行業(yè)關(guān)注。那么，有沒有一種更先進的儲熱技術(shù)，可替代傳統(tǒng)的熔鹽儲熱技 術(shù)進而成為主流近年來，創(chuàng)新型儲能技術(shù)層出不窮，盡管其大多停留 在

2、實驗室或小型示范階段，在理論層面已證明了其發(fā)展?jié)摿Γ?但其商 業(yè)化價值仍尚待發(fā)掘。1 .挪威Energy Nest公司新型固態(tài)混凝土儲能技術(shù)挪威科技公司Energy Nest與德國Heidelberg水泥公司（德國跨國 建材公司，全球四大水泥生產(chǎn)商之一）展開合作，耗時五年半研發(fā)出 一種全新的特殊混凝土 HEATCRETE能技術(shù)。HEATCRETE凝土經(jīng)國 際權(quán)威獨立第三方實驗室測試，具有高比熱容和高熱導率的特性。 與 之前最為先進的混凝土儲能系統(tǒng)相比，HEATCRETE統(tǒng)的導熱系數(shù)提 高了 70%比熱容彳1提高了 15%這對電站的熱力性能和傳熱介質(zhì)來 說意義重大。該公司表示，具HEATCRET

3、B凝土儲能系統(tǒng)能使整個光 熱電站的成本下降10%針對熔鹽儲能系統(tǒng)則能節(jié)約60%勺成本。HEATCRETE凝土儲能技術(shù)還能應(yīng)用于風電和生產(chǎn)高溫設(shè)備的工廠， 但光熱電站是該公司的主要目標市場。2 .麻省理工學院新型液態(tài)金屬儲能技術(shù)2014年9月，麻省理工學院的研究人員公開一種新型全液態(tài)金屬電 池儲能系統(tǒng)。該液態(tài)金屬儲能系統(tǒng)內(nèi)部沒有使用任何固體材料制作， 全部的儲能元件也都采用融化的液體來制作。該系統(tǒng)造價低廉，且使用壽命較長。研究團隊稱該儲能系統(tǒng)可使風能和太陽能這些可再生能 源具備與傳統(tǒng)能源相競爭的能力。3 .瑞典查爾姆斯大學新型含碳化學液體高效儲能2017年3月，瑞典查爾姆斯理工大學研究者成功驗證

4、了以一種含碳 化學液體作為介質(zhì)，來高效存儲太陽能的新型儲能技術(shù)的可行性。通過這種化學液體，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的自由傳輸以及隨時釋放。 值得一提 的是，該化學液體釋放能量時，幾乎可以實現(xiàn)能量的零損耗。研究小 組將這個過程叫做“分子式太陽能儲熱系統(tǒng)”。目前，此項新技術(shù)已成功登上能源與環(huán)境科學（英國皇家化學院發(fā)行的學術(shù)期刊）的 封面。圖：“分子式太陽能儲熱系統(tǒng)”模型4 .瑞典SaltX科技公司新型鹽結(jié)晶儲能技術(shù)瑞典SaltX科技公司推出一種新型儲能技術(shù)，主要利用鹽晶體及其溶 液在不同溫度作用下，發(fā)生化學反應(yīng)來進行儲存與釋放能量?？蓱?yīng)用 于光熱發(fā)電、太陽能制冷和空調(diào)領(lǐng)域，該公司宣稱可使能耗及儲能成 本降低約

5、33%該公司成立于2001年，一直致力于可再生能源的發(fā) 展。憑借在歐洲綠色能源領(lǐng)域的快速發(fā)展，SaltX科技公司于2016年11月榮獲BullhoundConnect大獎。目前，該公司已與美國通用電 氣、瑞美制造和阿法拉伐等公司建立合作關(guān)系，并提供新型儲能解決 方案。5 .美國新型熱化學儲能系統(tǒng)2016年5月，美國俄勒岡州立大學和佛羅里達大學的科研人員合作 推出一種新型熱化學儲能系統(tǒng)，可用于存儲和釋放太陽能。相比傳統(tǒng) 儲熱設(shè)備，美科研人員改進后的儲能方案新增一種類似電池的熱化學 儲能系統(tǒng)，其內(nèi)部的轉(zhuǎn)化過程是基于熱能而非電流。在“充電”期間， 碳酸鍋在太陽熱能作用下，分解成氧化鋸和二氧化碳。當“

6、放電”時， 氧化鋸和二氧化碳會發(fā)生合成，同時釋放出儲存的熱量。該儲能系統(tǒng) 的材料易獲得、不易燃且綠色環(huán)保，使用這些材料合成的化合物運行 溫度高達1200攝氏度，儲熱效率比現(xiàn)有儲熱系統(tǒng)高兩倍。圖：新型熱化學儲能系統(tǒng)原理圖6.澳大利亞Solastor高純石墨儲能技術(shù)Solastor是澳大利亞一家研究太陽能儲熱發(fā)電技術(shù)的專業(yè)公司，其 采用高純石墨作為吸熱和儲熱材料的塔式熱發(fā)電技術(shù)一直領(lǐng)先于世 界，其內(nèi)置式石墨儲能技術(shù)在十余個國家獲得了知識產(chǎn)權(quán)的專利保 護。該儲能技術(shù)具有低塔、多塔、環(huán)保、安全、高容量儲能和24小時熱能損失低于5%以及模塊化組合等優(yōu)點。2014年，江蘇潤陽儲能技術(shù)有限公司引進該公司內(nèi)置

7、式石墨工 質(zhì)塔式光熱發(fā)電技術(shù)，建設(shè)我國首個石墨工質(zhì)塔式光熱發(fā)電示范項 目。這種以石墨為介質(zhì)，集吸熱、儲能、熱交換為一體的“三合一” 內(nèi)置式先進技術(shù)，填補了我國光熱發(fā)電領(lǐng)域的又一空白， 對在我國開 發(fā)太陽能塔式光熱發(fā)電技術(shù)具有現(xiàn)實意義。圖：位于江陰的我國首個石墨工質(zhì)塔式光熱發(fā)電示范項目7.阿聯(lián)酋Masdar理工學院沙子儲熱技術(shù)2015年12月，阿聯(lián)酋Masdar理工學院宣布，具研究人員已成功證明沙子可以儲存太陽熱能用于光熱發(fā)電，存儲溫度可達1000Co該研究項目名為“Sandstock”，目標是尋求開發(fā)一種可持續(xù)的低成本 的依靠重力給料的太陽能接收器和存儲系統(tǒng)，即使用沙子作為傳熱和 儲熱介質(zhì)。沙漠里的沙子是一種潛在的儲熱材料，其熱穩(wěn)定性和比熱容在高溫下的特性已經(jīng)被研究證明。用廉價的沙子可以降低成本，同 時，儲熱材料工作溫度的增加意味著效率提升。2016年7月，全球首個以沙子作為工質(zhì)的塔式光熱電站在