CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：可再生能源技術(shù)的主要發(fā)展瓶頸之一是——當(dāng)發(fā)電量超過(guò)需求時(shí)，如何可靠地儲(chǔ)存多余的能量。針對(duì)該問(wèn)題全球多國(guó)機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在研究對(duì)策，而美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的研究人員最近宣布的一個(gè)解決方案則非常有趣。

據(jù)了解，NREL研究人員近期公布的是一項(xiàng)創(chuàng)新型熱能儲(chǔ)存技術(shù)，該技術(shù)選擇使用沙子來(lái)儲(chǔ)存能量。該技術(shù)可以利用風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生的多余能量，并將其轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存于硅砂中。

該技術(shù)被稱為"利用低成本熱能儲(chǔ)存和高效動(dòng)力循環(huán)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型的長(zhǎng)期電力儲(chǔ)存"，簡(jiǎn)稱ENDURING，該技術(shù)被業(yè)界視為一種可能改變游戲規(guī)則的技術(shù)，將使可再生能源技術(shù)在未來(lái)更加可靠。據(jù)悉，ENDURING系統(tǒng)的原型目前正在一個(gè)未披露的地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

工作溫度可達(dá)1200°C

任何在盛夏時(shí)節(jié)在海灘上行走過(guò)的人（尤其是在陽(yáng)光普照的地方）都會(huì)知道，硅石或沙子在儲(chǔ)存和傳導(dǎo)熱能方面非常出色。上述創(chuàng)新技術(shù)正是利用了這一特性，通過(guò)重力將沙子送入一個(gè)加熱器，然后將沙子顆粒加熱到超過(guò)2,192°F（約合1200°C）。

ENDURING系統(tǒng)示意圖

如上圖，沙子被加熱之后就會(huì)被送入混凝土制成的絕緣筒倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存。當(dāng)需要釋放所儲(chǔ)存能量時(shí)，沙子會(huì)被送入一個(gè)熱交換器，然后通過(guò)熱交換將氣體加溫增壓，以為渦輪機(jī)械和旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力并產(chǎn)生電力。

研究人員介紹，沙子儲(chǔ)存的熱能可以在能源需求高峰期釋放，此時(shí)風(fēng)能和太陽(yáng)能的發(fā)電量往往相對(duì)較低（比如清晨或夜間），但卻是大多數(shù)人在家里同時(shí)使用多種電器的時(shí)候。

該儲(chǔ)存?zhèn)}可以根據(jù)對(duì)能源的需求而擴(kuò)大或縮小，但一般會(huì)有幾層樓高。該系統(tǒng)的一大好處是——它既可以連接到電網(wǎng)，也可以安裝在退役的煤電站或天然氣電站。

可助力逐步淘汰煤炭和天然氣

根據(jù)NREL發(fā)布的數(shù)據(jù)，一個(gè)單獨(dú)的ENDURING系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存多達(dá)26,000兆瓦時(shí)的熱能。為了便于更直觀了解其規(guī)模，美國(guó)核管理委員會(huì)在一份報(bào)告指出，"對(duì)于傳統(tǒng)的燃煤電站來(lái)說(shuō)，其一兆瓦的發(fā)電量相當(dāng)于400至900個(gè)家庭一年所消耗的電量"。

ENDURING項(xiàng)目的研究員Zhiwen Ma認(rèn)為，該創(chuàng)新技術(shù)有可能在取代燃煤或天然氣等傳統(tǒng)燃料方面產(chǎn)生巨大影響。

更有利的是，采用該技術(shù)建造的系統(tǒng)相對(duì)比較便宜。沙子的價(jià)格約為每噸50美元，這使得它比制造鋰電池的原材料要便宜得多。同時(shí)，提取和采購(gòu)沙子對(duì)環(huán)境也是相當(dāng)有利的。硅石（沙子）也恰好是地球上最豐富的物質(zhì)之一，獲取非常方便。

另一位ENDURING的研究人員Patrick Davenport同意上述結(jié)論并認(rèn)為，該系統(tǒng)可以幫助逐步淘汰可持續(xù)性較差的能源。

Patrick Davenport表示：“具有耐火絕緣特性的沙子和混凝土筒倉(cāng)是非常便宜的材料，可以實(shí)現(xiàn)低成本的能源儲(chǔ)存。而電池存儲(chǔ)這種常規(guī)四小時(shí)存儲(chǔ)技術(shù)不能很好地?cái)U(kuò)展至電網(wǎng)或城市應(yīng)用規(guī)模，我們需要更大規(guī)模的能源儲(chǔ)存技術(shù)，因此研究ENDURING技術(shù)很有意義?！?/p>

附英文原文鏈接：https://interestingengineering.com/surprise-hot-sand-can-save-extra-energy-from-wind-and-solar-power