平(ping)面(mian)鏡可以幫(bang)我(wo)們整理裝(zhuang)束(shu)和面(mian)容(rong),凸面(mian)鏡讓物體看(kan)起來(lai)(lai)變小,凹面(mian)鏡讓物體看(kan)起來(lai)(lai)放大(da)。那(nei)么(me),如果說鏡子還有一個不(bu)尋常的作用(yong)——發(fa)電(dian),你能相信嗎?
敦煌100兆(zhao)瓦熔(rong)鹽塔式光熱電站(zhan),由35面凹面鏡、12000多(duo)面定日鏡匯聚而成,可以聚集并精準(zhun)反射太陽光線。這就(jiu)是我們(men)要探(tan)尋的“秘鏡基地”。
那么,這些鏡子究竟是如(ru)何發(fa)電的呢?人們是不是聯想到小時候拿著鏡子反射太陽光(guang)線?沒錯,你已(yi)經猜中了一(yi)個開頭。其實(shi),完成(cheng)這個過(guo)程(cheng)需(xu)要追光(guang)、吸(xi)熱、發(fa)電、循環等4個環節。
探尋“秘鏡”背后的科學
利用太陽光線,首先(xian)要選擇一(yi)(yi)個(ge)日照(zhao)條件好的(de)地方。甘肅敦煌(huang)是(shi)中(zhong)國太陽輻(fu)(fu)射量最高(gao)的(de)區(qu)域之(zhi)一(yi)(yi),太陽能年(nian)輻(fu)(fu)射量是(shi)全國平均水平的(de)1.28倍。
地方選好了(le),怎(zen)樣把光照變(bian)成電呢?我們需要(yao)建一(yi)(yi)座高聳的(de)吸(xi)(xi)(xi)熱塔(ta)(ta)(ta),塔(ta)(ta)(ta)頂安裝(zhuang)熱吸(xi)(xi)(xi)收裝(zhuang)置,吸(xi)(xi)(xi)熱器(qi)里儲存了(le)大(da)量(liang)的(de)熔鹽(yan)。這種鹽(yan)可(ke)不(bu)(bu)是(shi)(shi)我們平日(ri)吃的(de)鹽(yan),而是(shi)(shi)一(yi)(yi)種工(gong)業鹽(yan),它具有熔點低、儲熱強、還不(bu)(bu)貴的(de)特點。接(jie)下(xia)來,12000多面定日(ri)鏡(jing)以同心圓狀圍繞著吸(xi)(xi)(xi)熱塔(ta)(ta)(ta),一(yi)(yi)起將陽(yang)光匯聚在塔(ta)(ta)(ta)頂的(de)接(jie)收機上,并且每一(yi)(yi)面定日(ri)鏡(jing)都像(xiang)一(yi)(yi)朵巨(ju)大(da)的(de)向日(ri)葵,可(ke)以跟隨太(tai)陽(yang)自動調整鏡(jing)面角(jiao)度(du),使(shi)反射(she)光精準射(she)向吸(xi)(xi)(xi)熱器(qi)。
當光線聚焦(jiao)到(dao)吸熱器上時,熔鹽(yan)會被加(jia)熱到(dao)攝氏600多度,就(jiu)會融化成液態流入下方的熱鹽(yan)罐中(zhong)。當需要(yao)發(fa)電(dian)時,我們(men)就(jiu)把(ba)熱鹽(yan)罐中(zhong)熔鹽(yan)和水箱(xiang)中(zhong)的水一起(qi)打入蒸汽(qi)發(fa)生器。水在吸收熔鹽(yan)的熱能后變成高(gao)溫高(gao)壓的水蒸氣,驅動汽(qi)輪機發(fa)電(dian),也就(jiu)是(shi)我們(men)熟知的“燒開(kai)水”發(fa)電(dian)。
最后(hou),釋放(fang)熱(re)能的熔鹽回到冷鹽罐,再重新(xin)返回頂部(bu)的吸熱(re)器中(zhong),等待下一輪發電。這就是(shi)“鏡子”發電的全過(guo)程(cheng),其實它是(shi)利用鏡子來(lai)實現光熱(re)發電。
光熱發電具有獨特優勢
光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)具有清潔、穩定(ding)、高(gao)效的(de)(de)(de)優勢。它完全(quan)利(li)用太陽能,不(bu)需要消耗(hao)煤炭、石油等化(hua)石能源(yuan)(yuan),重要的(de)(de)(de)是熔(rong)鹽和水資源(yuan)(yuan)還能重復利(li)用。同樣(yang)是發(fa)一度電(dian)(dian),光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)所(suo)產生的(de)(de)(de)二氧化(hua)碳幾乎(hu)是目(mu)前所(suo)有主流發(fa)電(dian)(dian)方式(shi)中最低的(de)(de)(de),僅為(wei)火力(li)發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)1/50,光(guang)(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)1/6。
資料圖來源:央視新聞
像(xiang)風力發電(dian)(dian),產生(sheng)的電(dian)(dian)量也會(hui)隨(sui)風力大小波動(dong)(dong),而光(guang)伏發電(dian)(dian),就(jiu)要看(kan)天吃飯,到了(le)夜晚更(geng)是(shi)無(wu)法發電(dian)(dian)。那(nei)么,光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)如何突破(po)新能(neng)源發電(dian)(dian)的隨(sui)機性(xing)和波動(dong)(dong)性(xing)呢?答案(an)就(jiu)在可(ke)以儲熱(re)的熔(rong)鹽(yan)(yan)儲罐(guan)中(zhong)。它就(jiu)是(shi)光(guang)熱(re)發電(dian)(dian)的“蓄電(dian)(dian)池”“充電(dian)(dian)寶”,在沒有(you)太陽(yang)光(guang)熱(re)的時(shi)候(hou)可(ke)以從熔(rong)鹽(yan)(yan)罐(guan)中(zhong)提取熱(re)熔(rong)鹽(yan)(yan)來“燒開水”,實現24小時(shi)可(ke)持續發電(dian)(dian),即便到了(le)晚上,“秘鏡基地”還可(ke)以滿負荷發電(dian)(dian)11個小時(shi)。
2019年(nian)6月,“秘鏡基地”已實現(xian)(xian)滿負荷(he)發(fa)電(dian)(dian),年(nian)設計(ji)發(fa)電(dian)(dian)量3.9億(yi)度,相當于可以保證我們現(xian)(xian)在所(suo)處(chu)的(de)海寧市所(suo)有(you)家庭半年(nian)的(de)用電(dian)(dian)量。
這就(jiu)是我們(men)今天所探尋的“秘鏡基地(di)”,也是目前(qian)全(quan)球聚(ju)光(guang)規模最(zui)(zui)大、吸熱塔(ta)(ta)最(zui)(zui)高、建設周(zhou)期最(zui)(zui)短、可24小時連續發電的光(guang)熱電站(zhan)——敦煌100兆瓦熔鹽塔(ta)(ta)式光(guang)熱電站(zhan)。