熾熱的太陽為我們帶來了光明和溫暖,現在科學家已經能夠利用太陽能進行發電了。除了光伏發電之外,光熱發電也已逐步走向成熟。位于敦煌光電產業園的10兆瓦熔鹽塔式光熱發電站,是亞洲第一座可連續發電的光熱電站。
雖然光熱發電與光伏發電只有一字之差,但是在工作原理上卻大相徑庭。光熱發電的第一步是先把太陽的“天火”盜過來,然后才能利用其進行發電操作。
在高達138.3米的吸熱塔的周圍,那宛如葵花盤的定日鏡群就是盜取太陽“天火”的“神器”。由5萬多片鏡子組成的1525面定日鏡,能夠實現太陽光的反射聚焦。反射鏡的反光率應在80%~90%以上,自動跟蹤太陽保持同步。
這些定日鏡把盜取的“天火”直接反射并聚焦到塔式建筑的接收器上,并在瞬間使得內部的液態介質升至上千攝氏度的高溫。那么,接收器里的液態介質是什么呢?
接收器里的蓄熱介質為熔鹽,這是一類無機鹽的熔融體,如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽等的熔融體。廣義的熔鹽還包括氧化物熔體和熔融有機物。
熔鹽是由陽離子和陰離子組成的離子熔體,具有許多獨特的性質。如熔鹽一般具有儲熱密度大、粘度低、成本低、壽命長和效率高等方面的性能優勢,因此是世界上公認的傳熱儲熱介質。
敦煌10兆瓦熔鹽塔式光熱發電站使用了5800噸熔鹽,作為吸熱、儲熱和換熱的介質。高溫熔鹽通過換熱裝置可提供大量的蒸汽,從而推動汽輪發電機進行發電。這樣一來,高溫熔鹽就變成了低溫熔鹽,并被泵入吸熱塔頂部進行熱量接收。
與光伏發電相比,光熱發電更為穩定和清潔,效率也更高。同時,光熱發電具有如下兩個方面的優勢:一是光熱發電是通過加熱蒸汽推動發電機組進行發電的,因此所產生的電流為通用電網所需要的交流電,不必轉換就能并網;二是光熱發電大量使用特殊油料和熔鹽作為蓄熱介質,如果與儲熱設備配合使用,則能夠在日落后繼續進行發電,從而有利于提高電網供電的安全性。
此外,光熱發電還具有規模大的優勢。比如,光熱發電的單個發電機組裝機容量要比光伏發電機組裝機容量大許多。這就為太陽光熱發電提供了廣闊的發展空間。
一般來說,太陽能光熱發電形式有槽式、塔式、碟式(盤式)三種系統。其中,槽式光熱發電系統最為成熟,塔式光熱發電系統則更為集中。
太陽能光熱發電是太陽能利用的一個重要途徑。隨著科學技術的進步,太陽能光熱發電將步入快速發展期。

