為了使光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的不穩(wěn)定輸出穩(wěn)定化，臨時(shí)儲(chǔ)藏能源的蓄能裝置受到了關(guān)注。其中之一就是以熱能的形式儲(chǔ)藏能源的蓄熱系統(tǒng)。

　　在日本，蓄熱主要以冷暖氣用途為中心，而在美國(guó)和西班牙，利用大量反光鏡聚集太陽光的蓄熱系統(tǒng)越來越多。在需要用電的時(shí)候放熱，利用換熱器生成蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。美國(guó)的蓄熱系統(tǒng)裝機(jī)容量?jī)H次于抽水蓄能電站，2015年有翻倍之勢(shì)。

　　志在擴(kuò)大可再生能源導(dǎo)入的德國(guó)也開始加速開發(fā)蓄熱系統(tǒng)。德國(guó)宇航中心（DLR：Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt）正在開發(fā)使用熱泵的蓄熱系統(tǒng)。

　　利用熱泵生成的100℃左右的熱，可根據(jù)需要以二進(jìn)制發(fā)電轉(zhuǎn)換成電力。轉(zhuǎn)換時(shí)的熱電轉(zhuǎn)換效率約為10％。將電力轉(zhuǎn)換成熱儲(chǔ)存，之后再轉(zhuǎn)換為電力的熱循環(huán)效率為（最初的電力）;（4倍的熱量）;（熱電轉(zhuǎn)換效率10％）＝40％。這是與500℃以上的蒸汽渦輪發(fā)電同等的效率。但因蒸汽渦輪無法利用這樣的低溫，因此可以說這是熱泵的一大優(yōu)點(diǎn)。雖然與蓄電池的輸入輸出效率70％相比要低，但儲(chǔ)藏?zé)崃康男顭岵牧侠盟脑?，能以低于蓄電池的成本?gòu)筑蓄熱系統(tǒng)。

　　DLR在DLR尤利希研究所內(nèi)設(shè)置了太陽熱發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備，在研究太陽熱發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)。試驗(yàn)設(shè)備將反光鏡反射的太陽光聚集到塔頂?shù)奶沾啥嗫捉橘|(zhì)集熱器上（圖2）。因光會(huì)透過一直到達(dá)多孔介質(zhì)集熱器深處，因此不僅是表面，整個(gè)集熱器都能將光能轉(zhuǎn)換成熱能，具備不容易放熱的優(yōu)點(diǎn)。

　　試驗(yàn)設(shè)備將空氣用作熱介質(zhì)，通過多孔介質(zhì)集熱器邊吸收周邊的空氣，邊將空氣的溫度提高到680℃，儲(chǔ)藏在陶瓷的蓄熱部。然后根據(jù)需要將熱導(dǎo)到換熱器中，生成蒸汽使蒸汽渦輪發(fā)電。陶瓷的蓄熱部與鋼鐵廠的高爐使用的陶瓷類似，在以往的應(yīng)用中基本沒出現(xiàn)過劣化。

　　經(jīng)熱轉(zhuǎn)換后的空氣溫度降至200℃左右，再返回塔頂，由集熱器加熱。據(jù)稱，對(duì)空氣循環(huán)，沒有設(shè)置會(huì)導(dǎo)致成本上升的復(fù)雜機(jī)構(gòu)，循環(huán)的空氣為50～80％。并在討論空氣循環(huán)以外的機(jī)構(gòu)。

　　除此之外，DLR在科隆的熱力學(xué)研究所分所也在擴(kuò)展。據(jù)該研究所的Thomas Bauer介紹，5年前只有十幾名研究員，而現(xiàn)在已經(jīng)超過50人（圖3）。3年前建成了新的研究設(shè)施，一直在研究顯熱、潛熱及化學(xué)蓄熱等蓄熱技術(shù)。

作者系：國(guó)際超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心普及啟發(fā)國(guó)際部部長(zhǎng)。