鹽罐用于儲(chǔ)熱。
圖片：ENERGY.GOV/Wikimedia Commons / https：//bit.ly/2McS3cz
以色列和法國(guó)科學(xué)家最近的研究表明，將超大型大型PV與熔鹽儲(chǔ)罐連接起來(lái)，是高能耗地區(qū)可行的技術(shù)解決方案。
在《可再生能源與可持續(xù)能源評(píng)論》中發(fā)表的《利用光伏發(fā)電和熔融鹽存儲(chǔ)提供大規(guī)模電力需求的研究》中，研究人員提出了一個(gè)模型，該模型將公用事業(yè)規(guī)模設(shè)施產(chǎn)生的太陽(yáng)能與高溫熔融鹽存儲(chǔ)區(qū)相結(jié)合。太陽(yáng)直射輻射低，全球太陽(yáng)輻射高。
學(xué)者們提出的光伏加蓄熱（PV-TS）解決方案，由于光伏技術(shù)提供的“異常有利的經(jīng)濟(jì)效益”，被稱為“準(zhǔn)備立即實(shí)施”，代表了CSP熔煉的替代方案。CSP技術(shù)不可行的地區(qū)的鹽塔，因?yàn)檫x礦廠無(wú)法利用散射的太陽(yáng)輻射。學(xué)者解釋說(shuō)：“這里的目標(biāo)不是查看特定位置的精確答案，而是查看光伏系統(tǒng)規(guī)模，存儲(chǔ)容量，電網(wǎng)滲透水平和成本估算的規(guī)模是否可行。”
在PV-TS單元中，所產(chǎn)生的太陽(yáng)能的很大一部分將用于將熔融鹽儲(chǔ)熱器電阻加熱到565攝氏度以上的溫度，而存儲(chǔ)的熱能又將被用于驅(qū)動(dòng)高效過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電的渦輪機(jī)。
以色列-法國(guó)小組進(jìn)行的模擬顯示，在某些地區(qū)，PV可以看到其網(wǎng)格滲透率從不使用儲(chǔ)熱裝置時(shí)的30％左右增加到僅儲(chǔ)藏12小時(shí)的80％左右。該小組進(jìn)一步解釋說(shuō)：“此外，僅將太陽(yáng)能輸入增加25％，就可以達(dá)到90％的電網(wǎng)滲透率。” “對(duì)于日照較高的位置，可以將比例保持到大約90％，另外25％的太陽(yáng)能輸入可以將電網(wǎng)滲透率提高到大約95％。”
在此類項(xiàng)目中，不應(yīng)將光伏電站的規(guī)模設(shè)置為需要滿足特定高峰日間需求的通用設(shè)施，并且應(yīng)將大部分發(fā)電量用于熔融鹽罐中的熱量存儲(chǔ)。研究人員指出：“而且儲(chǔ)存的熱量不僅可以滿足夜間的需求，而且還可以滿足白天的亞峰值日間的需求。”并補(bǔ)充說(shuō)，一個(gè)兆瓦時(shí)所需的平均陸地面積約為0.64km 2年發(fā)電量。
他們認(rèn)為，研究中提出的“非常規(guī)”解決方案還可以與已經(jīng)在化石燃料和核電站中運(yùn)行的屋頂光伏陣列和大型蒸汽輪機(jī)集成在一起，并已在多個(gè)國(guó)家停用。
該研究的結(jié)果僅涉及美國(guó)領(lǐng)土，但可以擴(kuò)展到氣候條件和公用事業(yè)需求相似的所有地區(qū)。“對(duì)于平均日照度高于美國(guó)的地區(qū)–其中一些地區(qū)的電力需求狀況與太陽(yáng)能的可用性也有較好的關(guān)聯(lián)–每千度電耗時(shí)的光伏和儲(chǔ)能要求將更低，”該論文筆記。“此外，向純電動(dòng)汽車的過(guò)渡可能會(huì)增加白天需要大量電池充電的白天的用電量比例。”
與美國(guó)一起，俄羅斯，前蘇聯(lián)共和國(guó)，日本，北亞和中北部歐洲被認(rèn)為是最適合部署PV-TS項(xiàng)目的地區(qū)。
該研究小組由以色列內(nèi)蓋夫本古里安大學(xué)，法國(guó)艾克斯馬賽大學(xué)和法國(guó)國(guó)家太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室Promes的科學(xué)家組成。
作者 EMILIANO BELLINI 編譯 陳講運(yùn)
