平面鏡可以幫我們整理裝束和面容,凸面鏡讓物體看起來(lái)變小,凹面鏡讓物體看起來(lái)放大。那么,如果說(shuō)鏡子還有一個(gè)不尋常的作用——發(fā)電,你能相信嗎?
敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站,由35面凹面鏡、12000多面定日鏡匯聚而成,可以聚集并精準(zhǔn)反射太陽(yáng)光線。這就是我們要探尋的“秘鏡基地”。
那么,這些鏡子究竟是如何發(fā)電的呢?人們是不是聯(lián)想到小時(shí)候拿著鏡子反射太陽(yáng)光線?沒(méi)錯(cuò),你已經(jīng)猜中了一個(gè)開(kāi)頭。其實(shí),完成這個(gè)過(guò)程需要追光、吸熱、發(fā)電、循環(huán)等4個(gè)環(huán)節(jié)。
探尋“秘鏡”背后的科學(xué)
利用太陽(yáng)光線,首先要選擇一個(gè)日照條件好的地方。甘肅敦煌是中國(guó)太陽(yáng)輻射量最高的區(qū)域之一,太陽(yáng)能年輻射量是全國(guó)平均水平的1.28倍。
地方選好了,怎樣把光照變成電呢?我們需要建一座高聳的吸熱塔,塔頂安裝熱吸收裝置,吸熱器里儲(chǔ)存了大量的熔鹽。這種鹽可不是我們平日吃的鹽,而是一種工業(yè)鹽,它具有熔點(diǎn)低、儲(chǔ)熱強(qiáng)、還不貴的特點(diǎn)。接下來(lái),12000多面定日鏡以同心圓狀圍繞著吸熱塔,一起將陽(yáng)光匯聚在塔頂?shù)慕邮諜C(jī)上,并且每一面定日鏡都像一朵巨大的向日葵,可以跟隨太陽(yáng)自動(dòng)調(diào)整鏡面角度,使反射光精準(zhǔn)射向吸熱器。
當(dāng)光線聚焦到吸熱器上時(shí),熔鹽會(huì)被加熱到攝氏600多度,就會(huì)融化成液態(tài)流入下方的熱鹽罐中。當(dāng)需要發(fā)電時(shí),我們就把熱鹽罐中熔鹽和水箱中的水一起打入蒸汽發(fā)生器。水在吸收熔鹽的熱能后變成高溫高壓的水蒸氣,驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,也就是我們熟知的“燒開(kāi)水”發(fā)電。
最后,釋放熱能的熔鹽回到冷鹽罐,再重新返回頂部的吸熱器中,等待下一輪發(fā)電。這就是“鏡子”發(fā)電的全過(guò)程,其實(shí)它是利用鏡子來(lái)實(shí)現(xiàn)光熱發(fā)電。
光熱發(fā)電具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
光熱發(fā)電具有清潔、穩(wěn)定、高效的優(yōu)勢(shì)。它完全利用太陽(yáng)能,不需要消耗煤炭、石油等化石能源,重要的是熔鹽和水資源還能重復(fù)利用。同樣是發(fā)一度電,光熱發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳幾乎是目前所有主流發(fā)電方式中最低的,僅為火力發(fā)電的1/50,光伏發(fā)電的1/6。
像風(fēng)力發(fā)電,產(chǎn)生的電量也會(huì)隨風(fēng)力大小波動(dòng),而光伏發(fā)電,就要看天吃飯,到了夜晚更是無(wú)法發(fā)電。那么,光熱發(fā)電如何突破新能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性呢?答案就在可以儲(chǔ)熱的熔鹽儲(chǔ)罐中。它就是光熱發(fā)電的“蓄電池”“充電寶”,在沒(méi)有太陽(yáng)光熱的時(shí)候可以從熔鹽罐中提取熱熔鹽來(lái)“燒開(kāi)水”,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)可持續(xù)發(fā)電,即便到了晚上,“秘鏡基地”還可以滿負(fù)荷發(fā)電11個(gè)小時(shí)。
2019年6月,“秘鏡基地”已實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷發(fā)電,年設(shè)計(jì)發(fā)電量3.9億度,相當(dāng)于可以保證我們現(xiàn)在所處的海寧市所有家庭半年的用電量。
這就是我們今天所探尋的“秘鏡基地”,也是目前全球聚光規(guī)模最大、吸熱塔最高、建設(shè)周期最短、可24小時(shí)連續(xù)發(fā)電的光熱電站——敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站。