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CSPPLAZA光熱發電網訊：作為西餐正餐中(zhong)最接近中(zhong)國人飲(yin)食習慣的面點——意(yi)大(da)利面在生(sheng)產(chan)過程中(zhong)主要需要小麥、水等原料以及能量。如(ru)何使(shi)美(mei)味意(yi)大(da)利面的生(sheng)產(chan)過程更加綠色？

目(mu)前，德國航空航天(tian)中心DLR正與包(bao)括全球最大面食生產商Barilla在內的十余家國際合作(zuo)伙伴(ban)合作(zuo)推(tui)進一項名(ming)為“用于靈活能源(yuan)系統的高存儲密度太陽能發(fa)電廠”的研發(fa)項目(mu)（簡稱(cheng)HiFlex項目(mu)）。

研(yan)究人員正在嘗試利(li)用配置(zhi)陶瓷顆粒儲熱系統的塔式光熱電站盡(jin)可能(neng)為意大利(li)面的生(sheng)產和干燥過(guo)程(cheng)提供可持續的可再生(sheng)能(neng)量，以將面食生(sheng)產過(guo)程(cheng)中所產生(sheng)的碳排放(fang)不斷降低。

基于HiFlex項目(mu)，未來兩年內研究團隊將(jiang)在Barilla位于意大利南部福賈(jia)的一個面(mian)食(shi)(shi)加(jia)工廠附(fu)近建(jian)造(zao)一個獨特的能源供(gong)應系(xi)統。HiFlex項目(mu)的合作(zuo)伙伴們旨在利用(yong)該設施證(zheng)明他們可以全天候利用(yong)可再(zai)生(sheng)資源發電和供(gong)熱，并為面(mian)食(shi)(shi)加(jia)工廠的生(sheng)產(chan)過程提(ti)供(gong)可靠和靈(ling)活的能源。

圖：位(wei)于意大利福(fu)賈(jia)的Barilla意大利面(mian)加工廠

研(yan)發合(he)作伙伴之一的(de)意大利Motionic Technology公司(si)的(de)項目總(zong)經理(li)Gabriele Bertoni表(biao)示：“建(jian)設該系(xi)統的(de)目的(de)一方(fang)面(mian)是為了證明技術可行性(xing)，另(ling)一方(fang)面(mian)將證明該技術的(de)商業(ye)可行性(xing)。”

據悉(xi)，該系(xi)統將采用塔式聚光技術(shu)，將建設包含(han)約(yue)(yue)500個(ge)定日鏡的(de)集熱系(xi)統（集熱面積約(yue)(yue)6000平方(fang)米）和20MWth的(de)陶(tao)瓷儲(chu)(chu)熱系(xi)統（可24小時不間斷輸出800kWth的(de)熱量）。定日鏡收集的(de)太陽能將把位于塔頂吸(xi)熱器(qi)中的(de)直徑(jing)只有1毫米的(de)陶(tao)瓷粒(li)子加熱至高(gao)達1000℃，然后(hou)高(gao)溫粒(li)子可以(yi)儲(chu)(chu)存在一個(ge)大型保(bao)溫容器(qi)中。

圖：HiFlex系統工作原(yuan)理

當(dang)需要能(neng)量時高(gao)溫(wen)陶(tao)瓷(ci)(ci)顆(ke)粒(li)可以用(yong)于發電或者用(yong)于工(gong)業所需的高(gao)溫(wen)蒸汽(qi)，這(zhe)種高(gao)密度儲(chu)熱系(xi)統(tong)意味著(zhu)該(gai)供(gong)能(neng)系(xi)統(tong)即使在夜間(jian)也可以提(ti)供(gong)能(neng)量。當(dang)高(gao)溫(wen)陶(tao)瓷(ci)(ci)顆(ke)粒(li)釋放出(chu)能(neng)量并冷卻下來后(hou)，將被(bei)轉(zhuan)移至另一個保溫(wen)容器(qi)并從(cong)那里被(bei)輸送回塔頂的吸熱器(qi)重新被(bei)加熱，如此循環往(wang)復。

同時(shi)，HiFlex項(xiang)目團隊還設計了一種可以應對(dui)(dui)日(ri)照(zhao)強(qiang)度較低工(gong)況的(de)解決方案(an)。來自DLR太陽能研(yan)究(jiu)所的(de)Miriam Ebert對(dui)(dui)此(ci)表示(shi)，在日(ri)照(zhao)不(bu)夠充足的(de)條(tiao)件下，我們考慮利用風能或(huo)者沼氣等可再生能源來加熱這些陶瓷(ci)粒子。

Barilla公司副總裁Luca Ruini表示，HiFlex項目為我們(men)提(ti)供了一次試(shi)驗創新生產(chan)方法的機(ji)會，即利用太陽能這種可(ke)再生能源來生產(chan)意大利面(mian)。

Miriam Ebert介紹了(le)HiFlex系(xi)統的(de)幾個(ge)優(you)點(dian)：1、該系(xi)統高(gao)度靈(ling)活(huo)，能夠在(zai)完(wan)全可(ke)持續的(de)前提下，在(zai)不同溫度下為(wei)各(ge)種工(gong)業過程提供(gong)(gong)(gong)電(dian)能和熱(re)能。2、利用陶瓷(ci)顆粒(li)來儲(chu)存(cun)多(duo)余的(de)可(ke)再生能源可(ke)以提高(gao)電(dian)網的(de)穩(wen)定性，并可(ke)隨時根據需要釋放能量(liang)來補償供(gong)(gong)(gong)電(dian)波(bo)動。3、儲(chu)熱(re)比(bi)儲(chu)電(dian)更具成本效益(yi)，隨著(zhu)具有間(jian)歇性特點(dian)的(de)可(ke)再生能源在(zai)整個(ge)能源供(gong)(gong)(gong)應(ying)體系(xi)中占比(bi)越(yue)來越(yue)高(gao)，這種可(ke)增加供(gong)(gong)(gong)能靈(ling)活(huo)性的(de)技(ji)術對于未來的(de)能源供(gong)(gong)(gong)應(ying)體系(xi)將至關重(zhong)要。

據了(le)解(jie)，為了(le)建(jian)造和(he)運營上述試驗(yan)系統(tong)，DLR貢(gong)獻了(le)其在聚光太(tai)陽(yang)能(neng)系統(tong)、蒸(zheng)汽發(fa)生器和(he)材(cai)料領域等方(fang)面的(de)專業(ye)知識。除(chu)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)研(yan)究(jiu)所，DLR的(de)工程熱力學研(yan)究(jiu)所（負責蒸(zheng)汽發(fa)生器部分）和(he)材(cai)料研(yan)究(jiu)所（負責粒(li)子開發(fa)）也參(can)與(yu)了(le)該項目。來(lai)自德國的(de)私(si)營企業(ye)HelioHeat公司則負責生產HiFlex系統(tong)的(de)關鍵(jian)組件——CentRec太(tai)陽(yang)能(neng)接收(shou)器（該接收(shou)器在DLR開發(fa)并(bing)獲得專利）。

為什么要選擇陶(tao)瓷(ci)顆粒來儲熱？Miriam Ebert解釋道，與目前商業化光熱電站普遍(bian)采用的(de)熔鹽(yan)介質相比，陶(tao)瓷(ci)顆粒可以承(cheng)受更(geng)高(gao)的(de)溫度，成本也非常低廉且不(bu)會(hui)對環境構成威脅。更(geng)重(zhong)要的(de)是(shi)，與熔鹽(yan)不(bu)同，陶(tao)瓷(ci)顆粒系統(tong)不(bu)會(hui)存在流體凍結的(de)風險，因此(ci)不(bu)需(xu)要任(ren)何(he)輔助(zhu)加熱措施(shi)。

據悉，HiFlex系統的(de)核心組(zu)件太陽能接(jie)收器已經在(zai)位于德(de)國科(ke)隆附近的(de)Jülich塔式太陽能熱發電試驗平臺(tai)成功進(jin)行了測試。一旦(dan)接(jie)收器明(ming)年順利(li)交(jiao)付意大利(li)，該試驗項目就可以投入運行。

來自7個國家的(de)十余家合(he)作伙伴正共同致(zhi)力(li)于HiFlex項(xiang)目(mu)(mu)，它們分(fen)別為：意大(da)利(li)(li)Barilla（最終用(yong)戶）、德(de)國Duermeier（負(fu)責(ze)顆(ke)粒(li)(li)運輸系(xi)統的(de)設計和(he)(he)(he)交(jiao)付）、德(de)國DLR（負(fu)責(ze)設計離(li)心式顆(ke)粒(li)(li)接收器(qi)，電(dian)加熱(re)器(qi)和(he)(he)(he)備用(yong)加熱(re)器(qi)系(xi)統、致(zhi)力(li)于設計由粒(li)(li)子(zi)(zi)CFD模擬(ni)支持的(de)蒸(zheng)汽發(fa)生器(qi)，該蒸(zheng)汽發(fa)生器(qi)著(zhu)眼于諸如粒(li)(li)子(zi)(zi)表征和(he)(he)(he)粒(li)(li)子(zi)(zi)組成優化(hua)等(deng)材料問題）、德(de)國HelioHeat（制(zhi)(zhi)造并(bing)交(jiao)付離(li)心式顆(ke)粒(li)(li)接收器(qi)，電(dian)加熱(re)器(qi)和(he)(he)(he)備用(yong)顆(ke)粒(li)(li)加熱(re)器(qi)）、波蘭Indygotech Minerals（負(fu)責(ze)陶(tao)瓷顆(ke)粒(li)(li)的(de)生產和(he)(he)(he)交(jiao)付）、比利(li)(li)時(shi)John Cockerill（負(fu)責(ze)粒(li)(li)子(zi)(zi)蒸(zheng)汽發(fa)生器(qi)的(de)基礎和(he)(he)(he)詳細設計）、意大(da)利(li)(li)Motionic Technology/Next Chem（負(fu)責(ze)項(xiang)目(mu)(mu)協調和(he)(he)(he)監督(du)）、瑞士Quantis（負(fu)責(ze)HiFlex項(xiang)目(mu)(mu)的(de)環境和(he)(he)(he)綜(zong)合(he)可持續發(fa)展績效評估）、西班(ban)牙Sugimat（負(fu)責(ze)制(zhi)(zhi)造蒸(zheng)汽發(fa)生器(qi)和(he)(he)(he)冷凝(ning)器(qi)）和(he)(he)(he)土(tu)耳其(qi)Tekfen（主要負(fu)責(ze)定(ding)日(ri)鏡和(he)(he)(he)定(ding)日(ri)鏡領域(yu)的(de)優化(hua)，詳細的(de)工程設計和(he)(he)(he)制(zhi)(zhi)造）。

作為(wei)歐盟地平線2020研究(jiu)與創(chuang)新框架計劃的(de)一部分，歐盟為(wei)該項目提供了(le)1350萬歐元的(de)資金(jin)支持，DLR技術商業化部提供了(le)額外的(de)資金(jin)支持。