太陽能熱發電廠吸收太陽能來產生熱量，西門子公司正在研究提高光熱技術，以使熱蒸汽溫度較目前水平提高160℃。此方案是將利用熔鹽作為熱存儲物質，該技術已經為很多工廠采用以保存多余的熱量。如果該技術被證明可行，將使工廠熱蒸汽溫度達到540℃，這是蒸汽渦輪機可承受的最大溫度。
 
　　西門子新的光熱工廠設計，同目前運行的大多數太陽能發電廠一樣，通過槽狀拋物反射鏡面陣列（trough-shaped rows of parabolic mirrors）將光聚集到鋼集熱管，這種設計的唯一缺點是，當溫度達到設計上限溫度390℃時，用于吸收存儲熱量到中央發電機的合成油會分解。
 
　　BrightSource，eSolar，和SolarReserve公司提議建立中央塔工廠（power tower plants），利用升級的槽設計將光聚集到中央塔，以此來解決合成油溫度限制問題。但是西門子希望能夠通過更好的槽設計，同時利用熱穩定的熔鹽來吸收熱量。這一設計不僅會比目前的工廠更加高效，而且建造成本降低。“下一步只需要將油換成鹽”，西門子熔鹽技術項目經理Peter Mürau說。
 
　　德國的工程大鱷將成為第二個將熔鹽注入太陽能集熱管的公司。去年夏天，意大利設備Enel開始在3000平方米的工廠注入熔鹽，該工廠在西西里島錫拉庫扎市燃氣電廠的附近。在5.4千米的集熱管中熔鹽的溫度達到565℃，將發電能力提高5%。
 
　　Enel工廠用集熱管來自阿基米德太陽能(Archimede Solar Energy)，這是唯一一家用于熔鹽設計的集熱管制造者。其集熱管采用熱穩定性極好的金屬陶瓷，高溫下耐彎曲性能同較厚的鈦穩定的鋼管相同。阿基米德的業務發展總監Paolo Martini表示工廠運行良好。Enel計劃在西西里島建立30兆瓦工廠。
 
　　從2009年起，西門子已經陸續收購了阿基米德45%的股份，但西門子更傾向于建立試驗性規模的工廠來使熔鹽理念更加優化和成熟，然后再將此技術推廣到全球的客戶。“我們相信此項技術是可行的，但是商業化仍然有很多工作需要去做去完善。” Mürau說。
 
　　西門子正在葡萄牙埃武拉大學建熔鹽試驗基地。該基地將在明年初開始運行。該工廠(作為德國研究團體鹽和化學品大鱷K+S AG和德國航空航天中心的一部分)將在高溫和低溫下都能減少能量損失。
 
　　較大的能量損失來自集熱管的吸收的熱量，在將能量傳輸給工廠汽輪機之前有部分損耗。“損耗與溫度呈冪數曲線，在高溫時損耗急劇上升” Mürau說。西門子將尋求達到最高的溫度的同時避免熱損失過大的解決方案。
 
　　另外的能量損耗的挑戰來自熔鹽的高冰點，用于熱儲存的硝酸鉀和硝酸鈉鹽混合物在溫度低于220℃時結晶。在中央能量儲存庫(centralized energy storage tanks)中結晶很容易避免，但是在千米長的集熱管避免結晶存在很大的挑戰。為了解決結晶問題，Enel工廠利用其他的能量源使管道中的鹽的溫度保持在290℃以上。Mürau說西門子正在尋找冰點在150℃或更低的鹽，這就意味著消耗更少的能量用在避免鹽管道結晶。
 
　　根據Mürau介紹，如果西門子的努力獲得成功，熔鹽槽設計工廠將會比油工廠的發電成本降低10%。（目前的太陽能熱發電的成本為13-20分每千瓦時，比煤燃料發電要高）。成本的降低一方面來自汽輪機利用更高溫蒸汽發電能力的提高，另一方面來自建造成本的降低。
 
　　然而，有很多的專家認為結晶的風險仍然是熔鹽技術商業化的致命弱點。桑迪亞國家集中太陽能發電實驗室(Sandia National Laboratory's concentrating solar-power program)的主管Thomas Mancini表示他仍然對在集熱管中利用熔鹽存在的結晶帶來的危險持謹慎態度，他說即使在100℃也存在結晶的可能性。
 
　　但是行業的其他人對熔鹽的應用潛力持樂觀態度。比如1月份科羅拉多州的SkyFuel在美國能源部的支持下，投資430萬美元用于高溫集熱管的金屬薄膜槽鏡面研發。 
 


作者： 來源：環球家電網 責任編輯：admin