据央视网、环球网等多家媒体报道,我国又一项能源领域的黑科技工程即将建成。三峡集团承建的全球首个“双塔一机”光热电站完成了工程建设,进入了全面调试阶段。
什么是光热电站呢?众所周知,太阳能是世界上最清洁的能源,它取之不尽,用之不竭,是人类最理想的能量来源,也是各国能源战略必争的高地。利用太阳能的方式主要有两种,一种是光伏发电,另一种是光热发电。中国在太阳能利用领域走在了世界前列,但目前利用太阳能的方式还是以光伏发电为主。
所谓光伏发电,就是利用太阳能电池板,将太阳光直接转化为电能。中国是世界上最大的太阳能电池生产国,但这种发电方式却存在巨大的缺陷。首先,太阳能电池板的发电效率非常低下,通常在25%以下,这就意味绝大部分的太阳能会被浪费。
其次,人类社会主要的发电方式是火力发电、水力发电、核能发电,它们都依赖于发电机,因此人类的电网设施都是根据发电机的特点设计的。而光伏发电的原理和发电机完全不同,因而很难直接接入现在的电网中。
光热发电是另一条太阳能利用路线,它的原理和火力发电非常类似。火力发电是通过烧燃料产生热量,进而利用高压蒸汽驱动发电机发电。
很多人小时候一定用过凸透镜汇聚阳光烧干树叶或者小蚂蚁,这个简单的实验表明太阳能可以直接转化为热能。光热发电就是通过汇集太阳光发热,代替了火力发电中燃料燃烧的过程。
光热发电的优势非常显著。它的发电原理和火电几乎一模一样,因此光热电站发的电可以直接输送到工厂和居民家使用。同时,光热发电的能量转化效率很高,最高可以达到35%,发电量也比光伏发电更大。
光热发电需要解决两个问题,首先是太阳光的汇聚问题。太阳光本身能量密度是很低的,要用太阳光去烧锅炉,就必须将太阳光汇聚起来。解决方法也很简单,只要在地面上铺设大量的镜子,通过这些镜子将太阳光汇聚到一个点就可以了。
以三峡集团的这个光热电站为例,它使用了3万块镜子,这些镜子的采光面积高达80万平方米,相当于100个足球场大小。这些镜子会根据太阳的位置调整角度,最终将所有太阳光汇聚到了一个只有几平米的区域。
光热发电要解决的另一个问题是,太阳光产生的大量热量如何被运输到发电站。光伏发电采用的方式是熔盐运输,也就是将硝酸钾、硝酸钠一类的熔盐加热熔化,利用流动的高温液态熔盐运输热量。这些熔盐最高可以被加热到600摄氏度,一个发电站通常要使用数万吨的熔盐。
中国的这个光热电站位于甘肃瓜州,投产后每年的发电量将高达18亿度,每年可减少153万吨二氧化碳排放,为全球碳中和目标做出巨大贡献!
中国,作为世界上最大的能源生产和消费国之一,正以前所未有的力度推动能源结构优化升级。光伏发电与光热发电并驾齐驱,共同绘就绿色能源的宏伟蓝图。这一创新实践为全球应对气候变化、实现可持续发展目标提供了中国方案与中国智慧。
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