光熱不只是聚光燒開水 它使用溫度560℃的液體傳儲(chǔ)熱發(fā)電

:光熱發(fā)電是一種利用太陽聚光后獲得熱量，然后用這種熱量來發(fā)電的技術(shù)。有很多人聽到光熱發(fā)電以為就是聚光燒開水，這么說也有一定的道理，特別是針對(duì)水上塔的光熱發(fā)電，就是數(shù)萬面定日鏡聚焦，加熱塔頂?shù)乃?，使水變成過熱蒸汽，然后推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

 （來源：微信公眾號(hào)“光伏測(cè)試網(wǎng)”ID：TestPV）

但水上塔的光熱發(fā)電已經(jīng)不是主流技術(shù)路線，最主流的熔鹽上塔光熱發(fā)電已不能簡(jiǎn)單地用聚光燒開水來解釋。熔鹽上塔光熱發(fā)電利用了介質(zhì)熔鹽作為傳熱和儲(chǔ)熱介質(zhì)，熔鹽在它的工作區(qū)間290-560℃內(nèi)，可以像水一樣流動(dòng)。

熔鹽光熱發(fā)電原理

熔鹽塔式光熱發(fā)電，在半徑為幾公里的地域內(nèi)有數(shù)萬面定日鏡，它們跟著一天中太陽的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，以保證陽光能反射到集熱塔頂端的吸熱器上。而在集熱塔的塔底，有兩個(gè)直徑達(dá)30m左右的熔鹽儲(chǔ)罐，分別叫做低溫罐和高溫罐。即使是低溫熔鹽儲(chǔ)罐，其中熔鹽的溫度也有290℃，在低溫熔鹽儲(chǔ)罐上，有一個(gè)大功率的熔鹽泵，它負(fù)責(zé)把熔鹽打到幾百米高的集熱塔頂吸熱器上，熔鹽在這個(gè)吸熱器吸收光的熱量，溫度升高到560℃，而后流到另外一個(gè)熔鹽儲(chǔ)罐，稱作高溫罐。

高溫熔鹽會(huì)儲(chǔ)存在高溫罐中，就相當(dāng)于能量被儲(chǔ)存起來了，在需要的時(shí)候，可以從高溫熔鹽罐中打出熔鹽，與換熱系統(tǒng)中的水換熱，產(chǎn)生水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。熔鹽塔式光熱電站可以穩(wěn)定連續(xù)的發(fā)電正是因?yàn)楦邷毓蘅梢源罅康貎?chǔ)存高溫熔鹽，即使是在多云及晚上的時(shí)候，這是光熱發(fā)電相對(duì)于光伏發(fā)電的最大優(yōu)勢(shì)。而水上塔的光熱發(fā)電站不方便配合儲(chǔ)熱系統(tǒng)，已較少見到這種技術(shù)路線的電站。

熔鹽使用中的一些問題

雖然熔鹽塔式電站有這么多優(yōu)點(diǎn)，但熔鹽在使用過程中也有許多的問題。首先就是熔融鹽的高溫，熔鹽運(yùn)行在290-560℃之間，并且?guī)в幸欢ǖ母g性，導(dǎo)致接觸熔鹽的材料一般選擇都比較好，吸熱器金屬材料一般選icoloy 800，高溫罐會(huì)選347H，低溫罐一般選SA516，這極大的提高了系統(tǒng)的初始投資。

另外，熔鹽在約224℃的時(shí)候會(huì)凝結(jié)成固體，導(dǎo)致系統(tǒng)中所有熔鹽經(jīng)過的地方都需要使用電伴熱，以保證系統(tǒng)在停機(jī)時(shí)熔鹽不會(huì)凝固成固體堵塞熔鹽管道。使用電伴熱極大的提升了系統(tǒng)系統(tǒng)的投資成本及運(yùn)行成本，但即使使用了電伴熱，還是會(huì)有熔鹽凍堵的發(fā)生，特別是管徑特別小的吸熱器，美國的新月沙丘項(xiàng)目就是因?yàn)槿埯}堵塞吸熱器導(dǎo)致系統(tǒng)多次停機(jī)維修，損失巨大。

熔鹽一個(gè)重要的性質(zhì)

經(jīng)常有人將熔鹽寫成熔巖，這部分人可能把熔鹽當(dāng)成了是融化的巖石，熔鹽其實(shí)是指熔融狀態(tài)的鹽類，類似我們吃的食鹽。光熱電站上使用的熔鹽是硝酸鈉與硝酸鉀的混合物，質(zhì)量配比6比4。熔鹽有一個(gè)重要的性質(zhì)大家經(jīng)常會(huì)忽略，那就是熔鹽從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)體積會(huì)膨脹，個(gè)人實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)會(huì)膨脹10%左右，這個(gè)性質(zhì)是吸熱器爆管的重要原因。

光熱發(fā)電相對(duì)于光伏發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)就是有儲(chǔ)熱系統(tǒng)，所以易于和儲(chǔ)熱系統(tǒng)結(jié)合的熔鹽塔式電站便是光熱發(fā)電的重要發(fā)展方向。

原標(biāo)題:光熱不只是聚光燒開水，它使用溫度560℃的液體傳儲(chǔ)熱發(fā)電