没有阳光怎么办?

2024-11-30 16:52:00

太阳有东升西落,天气有风雨阴晴。如果遇到连续的阴雨天气,太阳能热水器中的水温上不去,无法提供洗浴热水;而到了晚上,路边依靠太阳能电池发电的路灯,可能因为没有电力无法点亮。面对不稳定的太阳能,有没有好的应对办法?这就需要储能技术来帮忙,不用再看天吃饭。顾名思义,所谓储能就是把能量储存起来,以备不时之需。

太阳能的利用一般有三种途径:一是直接或间接利用太阳能所产生的热;二是将太阳能转化为电能,利用太阳能产生的电;三是将光能转化为化学能,随处可见的光合作用就是这种形式。其中前两种利用途径需要配套相应的储能技术。

直接或间接利用太阳能产生的热时,储能系统主要涉及储热技术。如果我们期望储存热量,就可以在盐类中找到很棒的材料,这就是熔盐。

熔盐:多指在不太高的温度(比如几百摄氏度)下就可以呈现熔融状态的盐类,如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐等无机盐。广义的熔盐还包括氧化物熔体和熔融有机物。

那么处于熔融状态的盐,有什么独特之处?熔盐具有储热密度大、黏度低、成本低、寿命长和效率高等方面的性能优势,因此是世界上公认的优良传热储热介质。通俗地讲,就是利用熔盐的上述特点,作为热能的载体,实现热能的储存与转移。

熔盐储热系统分为熔盐和蒸汽两个回路。在熔盐回路中,盐在熔盐加热器中被外部热源(太阳能、风电、光电、低谷电力、工业余热等)加热到很高的温度,进入高温罐中把热量储存起来。之后,高温熔盐在蒸汽发生器中把冷水加热成蒸汽,蒸汽再在蒸汽回路中循环,把热能送到用户,放热后的蒸汽变成冷水,再次去蒸汽发生器中吸热。放热完毕后的熔盐温度降低,进入低温熔盐罐中储存,再去外部吸热。

也许有人会说,熔盐也不过就是传热储热嘛,本身并没有创造新的能量。是这样的,但储热可以提高能量的利用价值。将太阳能转化为热能储存起来,就再也不怕阴天下雨等天气的影响了。只要储热装置的容量够大,人们便可以随时享受太阳能的温暖。而且,即便是阴天、晚上,也可以利用储热材料,产生蒸汽推动汽轮机发电。敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站,就是应用熔盐储热的一个实例。这个电站年发电3.9亿千瓦·时,使用的熔盐数量大约有3万吨,储热时间约为11小时。

如果是利用光伏效应发电,因为阳光与电力都无法储存,这时只有请出储能电池。当光照较强,或者用电负荷不大时,光伏所发出的多余电力,就通过储能电池储存起来,到阴天或者晚上就能用上了。储能电池是各类储能技术中最有前途的储能方式之一。储能电池的种类繁多,常见的有铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等。由于储能电池的加入,到了晚上,清洁的电力仍可以源源不断地输送到千家万户。除了储能电池外,富余的太阳能电力,还可以通过超级电容器、飞轮储能、压缩空气、超导储能等储能技术进行储存。

在一些情景下,也可以将储热与储电结合起来,利用本来要放弃的电能来加热熔盐,就可以将电能以热能的形式储存起来。视用户需求再将储存起来的热用作供暖,或利用热力发电的原理将储存的热能重新变为电能。

有了储能技术,晚上用能的问题就不再是问题,但是如果遇到连续阴天,较小的储能容量可能就无法满足需求。此外,有些自然灾害发生时,也会干扰太阳能装置的运行。因此,大规模储能技术近年来受到越来越多的认同。未来,如果以大规模储能为供能主体,无论是阴天还是晚上,我们的能量供应都可以得到保障。

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