平面鏡可以幫我們整理裝束和面容,凸面鏡讓物體看起來變小,凹面鏡讓物體看起來放大。那么,如果說鏡子還有一個不尋常的作用——發電,你能相信嗎?
敦(dun)煌(huang)100兆瓦熔鹽塔式光熱電站,由(you)35面(mian)凹面(mian)鏡、12000多面(mian)定日鏡匯聚(ju)而成(cheng),可以聚(ju)集并精準(zhun)反射太(tai)陽光線(xian)。這就是我(wo)們要探尋的“秘鏡基(ji)地”。
那么,這些鏡(jing)子(zi)究竟是如何(he)發電(dian)(dian)的呢(ni)?人們是不是聯想到小時候拿著鏡(jing)子(zi)反(fan)射太陽光(guang)線(xian)?沒錯(cuo),你已(yi)經猜中了一個(ge)開頭。其(qi)實,完成(cheng)這個(ge)過(guo)程需要追光(guang)、吸熱、發電(dian)(dian)、循環(huan)等4個(ge)環(huan)節(jie)。
探尋“秘鏡”背后的科學
利用太陽光(guang)線,首先要選擇一個日照條件好的地方。甘肅(su)敦(dun)煌(huang)是中(zhong)國太陽輻(fu)射量最高的區域之一,太陽能年輻(fu)射量是全國平均水平的1.28倍。
地方選好了(le),怎樣把光照變成電(dian)呢?我(wo)們需要建一座高聳的吸熱(re)塔,塔頂安裝熱(re)吸收裝置(zhi),吸熱(re)器(qi)里(li)儲存了(le)大(da)量的熔鹽。這(zhe)種(zhong)鹽可不是我(wo)們平日吃的鹽,而(er)是一種(zhong)工業鹽,它(ta)具有熔點低(di)、儲熱(re)強、還不貴的特點。接下來(lai),12000多(duo)面定(ding)日鏡以同(tong)心圓狀圍繞著吸熱(re)塔,一起將陽(yang)光匯(hui)聚(ju)在(zai)塔頂的接收機(ji)上,并且每(mei)一面定(ding)日鏡都像一朵巨大(da)的向日葵,可以跟(gen)隨(sui)太(tai)陽(yang)自動(dong)調整鏡面角(jiao)度,使反(fan)射(she)光精準(zhun)射(she)向吸熱(re)器(qi)。
當(dang)光線聚(ju)焦到(dao)吸(xi)熱器(qi)上(shang)時,熔鹽(yan)(yan)會被加熱到(dao)攝(she)氏600多度,就會融化成(cheng)液態流(liu)入下方的(de)熱鹽(yan)(yan)罐中。當(dang)需(xu)要(yao)發電時,我(wo)(wo)們就把熱鹽(yan)(yan)罐中熔鹽(yan)(yan)和水(shui)(shui)(shui)箱中的(de)水(shui)(shui)(shui)一起打入蒸汽(qi)發生器(qi)。水(shui)(shui)(shui)在吸(xi)收熔鹽(yan)(yan)的(de)熱能后變成(cheng)高溫高壓的(de)水(shui)(shui)(shui)蒸氣,驅動汽(qi)輪機發電,也就是(shi)我(wo)(wo)們熟知(zhi)的(de)“燒開水(shui)(shui)(shui)”發電。
最后,釋放(fang)熱(re)能的(de)熔鹽回到冷鹽罐,再重新返回頂部(bu)的(de)吸熱(re)器中(zhong),等待下一輪(lun)發電。這就是“鏡(jing)子”發電的(de)全過(guo)程(cheng),其實(shi)它是利用(yong)鏡(jing)子來(lai)實(shi)現光(guang)熱(re)發電。
光熱發電具有獨特優勢
光(guang)熱發電(dian)具有(you)清潔、穩定、高(gao)效的(de)優(you)勢。它完全利用(yong)太陽能(neng),不需要消耗煤炭、石油等(deng)化石能(neng)源,重(zhong)要的(de)是熔(rong)鹽和水資(zi)源還能(neng)重(zhong)復利用(yong)。同樣是發一度(du)電(dian),光(guang)熱發電(dian)所產生的(de)二氧化碳(tan)幾乎是目前所有(you)主流發電(dian)方式中最低的(de),僅為火力發電(dian)的(de)1/50,光(guang)伏發電(dian)的(de)1/6。
像風力發(fa)電,產(chan)生的(de)(de)電量(liang)也(ye)會隨(sui)風力大小(xiao)波動,而(er)光(guang)伏發(fa)電,就(jiu)要(yao)看(kan)天吃飯,到了(le)夜晚更(geng)是無法發(fa)電。那么,光(guang)熱發(fa)電如(ru)何突破新能(neng)源(yuan)發(fa)電的(de)(de)隨(sui)機(ji)性和波動性呢?答案(an)就(jiu)在可(ke)(ke)以(yi)儲(chu)熱的(de)(de)熔鹽儲(chu)罐(guan)中。它就(jiu)是光(guang)熱發(fa)電的(de)(de)“蓄電池”“充電寶”,在沒有太陽光(guang)熱的(de)(de)時(shi)候可(ke)(ke)以(yi)從熔鹽罐(guan)中提取(qu)熱熔鹽來“燒開水”,實(shi)現(xian)24小(xiao)時(shi)可(ke)(ke)持續發(fa)電,即便到了(le)晚上,“秘鏡基地(di)”還可(ke)(ke)以(yi)滿負荷(he)發(fa)電11個小(xiao)時(shi)。
2019年6月,“秘(mi)鏡(jing)基地”已實現滿負荷(he)發(fa)電(dian),年設(she)計發(fa)電(dian)量3.9億度,相當于(yu)可(ke)以保證我們現在所處(chu)的海寧(ning)市所有(you)家庭(ting)半年的用電(dian)量。
這就是(shi)我們今天所(suo)探尋的“秘(mi)鏡基地”,也(ye)是(shi)目(mu)前全球聚(ju)光(guang)規模最大、吸熱塔(ta)最高、建(jian)設周期最短、可24小時連續發電(dian)的光(guang)熱電(dian)站(zhan)——敦(dun)煌100兆瓦熔鹽塔(ta)式光(guang)熱電(dian)站(zhan)。