德國(guó)研發(fā)太陽(yáng)能反應(yīng)器助太陽(yáng)能儲(chǔ)熱機(jī)器日夜運(yùn)行

2018-02-26 16:00:10 集邦新能源網(wǎng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

太陽(yáng)能一直是再生能源中最受歡迎的產(chǎn)業(yè)，但不論是太陽(yáng)能光伏還是（CSP），這些設(shè)備在夜間就無(wú)法起任何作用，需要加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)或是關(guān)閉太陽(yáng)...

太陽(yáng)能一直是再生能源中最受歡迎的產(chǎn)業(yè)，但不論是太陽(yáng)能光伏還是（CSP），這些設(shè)備在夜間就無(wú)法起任何作用，需要加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)或是關(guān)閉太陽(yáng)能設(shè)施，但強(qiáng)制關(guān)閉太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)將會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害，加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)又意味著更花錢(qián)。

而為了解決此問(wèn)題，德國(guó)航太中心（DLR）的科學(xué)家研發(fā)一個(gè)名為CONTISOL的太陽(yáng)能反應(yīng)器，該設(shè)計(jì)還包含太陽(yáng)能儲(chǔ)熱機(jī)器，讓系統(tǒng)日夜都可以運(yùn)行。

有別于太陽(yáng)光伏利用光電轉(zhuǎn)換來(lái)發(fā)電，聚光式太陽(yáng)能是透過(guò)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的鏡子來(lái)聚集太陽(yáng)光，借由太陽(yáng)熱能來(lái)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并把熱能轉(zhuǎn)移至水中產(chǎn)生蒸氣，用于蓄熱、水分解制氫或是用蒸氣來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。反應(yīng)器的溫度會(huì)在日間輕松達(dá)到800°C至900°C，但溫度會(huì)在晚上逐漸冷卻，還要在早晨的時(shí)候預(yù)熱，浪費(fèi)時(shí)間與熱能。

而德國(guó)科學(xué)家則希望透過(guò)CONTISOL來(lái)解此問(wèn)題。在設(shè)計(jì)概念中，日間利用太陽(yáng)來(lái)加熱兩個(gè)充氣腔（Chamber），一個(gè)用來(lái)將熱空氣輸送到反應(yīng)器中，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣；另一個(gè)氣腔則會(huì)被加熱至超過(guò)1,000°C，用來(lái)儲(chǔ)存熱能并在夜間取出，讓反應(yīng)器在無(wú)日照時(shí)也能使用。

CONTISOL論文主要作者JustinLapp表示，聚光太陽(yáng)能容易受到天氣、云量的影響，在晚上也不能有所作為，因此CONTISOL的設(shè)計(jì)概念就是將兩個(gè)反應(yīng)器組合在一起，一個(gè)是直接將陽(yáng)光用于化學(xué)反應(yīng)，另一個(gè)是儲(chǔ)存熱能，兩者相互替換。

為了測(cè)試該系統(tǒng)，德國(guó)航太中心利用氙氣燈來(lái)模擬太陽(yáng)熱能，而該機(jī)器可以在850°C的溫度運(yùn)行并擁有5kW的功率。雖然產(chǎn)生的電量相當(dāng)?shù)?，但這項(xiàng)測(cè)試與研究目標(biāo)是反應(yīng)器的可行性，并希望在為來(lái)可用于商業(yè)用途。

CONTISOL成功解決了聚光太陽(yáng)能“夜間無(wú)用處”缺點(diǎn)以及熱化學(xué)（Thermochemistry）的溫度限制，像是核反應(yīng)爐就無(wú)法溫度如此高的情況下有效運(yùn)行。而這項(xiàng)反應(yīng)器也是透過(guò)太陽(yáng)能而非核能來(lái)運(yùn)作，并可在1,500℃的溫度下制氫。而充氣腔中的空氣是由外面抽取，有效的利用外界的空氣，則能讓反應(yīng)器更加便宜與穩(wěn)定。Lapp指出，空氣冷卻后也可以直接排出，化學(xué)結(jié)構(gòu)在高溫下也不會(huì)改變。

太陽(yáng)能是備受看好的綠能產(chǎn)業(yè)之一，因此確保太陽(yáng)能的效率與可用性是各個(gè)再生能源廠(chǎng)商的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。德國(guó)目標(biāo)于2050年達(dá)到100%再生能源供電，并在過(guò)去兩年內(nèi)在綠能發(fā)展投入2,000億美元，目前其太陽(yáng)光電的設(shè)備容量為歐洲第一，持續(xù)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)將對(duì)其再生能源發(fā)展大有裨益。

責(zé)任編輯：李鑫

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