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沙子是高效能的储热介质吗

2016.02.17 来自:CSP Focus

随着光热发电不断发展,诸多技术研究成果取得了进步。传热储热系统是光热发电重要的一个环节,其中储热介质材料一直是业内人士关心和研究的重点。


理想的储热介质需要满足以下几个条件:1、廉价,具有经济性;2、易于获得;3、安全、包括无毒性、腐蚀性,化学性质稳定等;4、易于操作;5、储热量大,效率高。当前光热电站中广泛应用的储热介质是熔融盐,主要成分为硝酸钾和硝酸钠按一定比例形成的混合物。尽管熔盐具有诸多优点,但受制于较高的熔点(约220℃),以及成本等条件的限制,研究人员仍在寻找更加优秀的替代品。


Masdar理工学院热能储存研究小组项目负责人Nicolas Calvet先生在接受CSP Focus的采访时说道:“我们正致力于研究天然沙子作为良好的储热材料的可行性”。沙子作为储热介质有着诸多优良特性:储热温度可达800摄氏度以上,从而能够提高电站的发电效率;与其他储热介质相比,沙子更为廉价且易于获得,无需担心材料性能退化问题;安全、易操作;材料选取时无需对沙子做预处理和筛选,降低了人工和时间成本;配合二次反射系统,沙子可就地吸热储热,无需管道输送或流化床设备的介入,降低系统复杂性。该项研究证实了光热发电在阿联酋的沙漠地区具有良好的应用前景。


然而,据相关研究人员介绍,沙子在700摄氏度的高温下黏度会增加,不利于输送。虽然利用二次反射系统能够减少这方面的影响,但是直接利用太阳光加热沙子也会面临各种挑战。此外天然沙子的不均匀性如何影响温度的精确控制,阿联酋沙漠的沙子化学成分(石英、碳酸盐为主)与其他地区沙子的差异会对储热效果有怎样的影响,沙漠地区的电力如何外送等都需要考虑。由此看来,该研究成果离商业化应用还需一段时间。但由于中国西北干旱、半干旱地区有着广袤的戈壁滩和沙漠,可作为良好的光热电站厂址,故该研究结果对未来光热发电发展有着积极的潜在影响。


来自Masdar理工学院的Miguel Diago先生将在3月24至25日于北京举办的2016 CSP Focus光热发电中国聚焦大会上向所有与会者分享最新的研究成果和其应用前景。


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