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-數千個反射鏡圍繞著一個高塔
-太陽能高塔電廠模型
-所有反射鏡把太陽能反射到高塔頂端的水箱中
-高塔旁邊的蓄熱罐
-西班牙高塔電廠中密密麻麻地分布著數百個高塔
太陽能是一種儲量巨大而且可持續使用的綠色能源,這是眾所周知的事情了。但是,我們通常在想到太陽能電廠的同時,會想到的一個突出的問題:『夜晚沒有太陽了怎麼發電?』畢竟,居民生活用電的高峰期在夜晚。最近,西班牙研究人員開發出一種可儲能的太陽能電廠,可晝夜不停地發電。
太陽能高塔
集熱發電
可以晝夜發電的電廠是太陽能高塔電廠,其主體是一個高高的如同工廠的煙囪一樣的建築。這種發電系統還包括集熱區、蓄熱罐和渦輪發電機組等。每片集熱區中有數千面太陽能反射鏡。這些反射鏡緊緊圍繞著一個高塔,按照經過精確計算的角度進行安裝。在白天,所有反射鏡把陽光集中反射到高塔頂端的大水箱中,裡面的水被加熱成蒸汽後可驅動渦輪機發電。數個高塔連成一片,組成一個面積可到幾十平方公裡的巨型太陽能發電廠。在西班牙已經建成的一個高塔電廠中,密密麻麻地分布著數百個高塔。
從上面的介紹我們可以看出,太陽能高塔電廠與我們熟知的太陽能電廠發電原理不太一樣。以往的太陽能發電廠一般采用太陽能電池板,通過吸收光子的能量直接產生電流,因此這種發電方式又被稱為光伏發電。而太陽能高塔發電廠則是利用反射的太陽光加熱水來進行發電,因此這種發電方式被稱為反射太陽能集熱發電。
既然太陽能發電是一種可持續利用的綠色能源,為何沒有大規模推廣?除了成本和效率問題外,還有一個重要的問題是太陽能不穩定,有陽光的時候纔能發電,陽光弱的時候發電功率也小。怎樣纔能保障太陽能能夠全天候穩定地輸出電能?奧秘就在於蓄熱罐。這個大大的罐子在太陽能高塔的旁邊,可把白天發電後剩餘的一些熱能儲存起來。
蓄熱罐
可以儲存太陽能
蓄熱罐中的儲能物質是硝酸鹽,主要是硝酸鉀和硝酸鈉。硝酸鹽在白天受熱融化,吸收熱量。在夜晚溫度降低時,這些硝酸鹽則凝固,並釋放大量的熱量到管道中,繼續加熱高塔水箱中的水,產生蒸汽繼續發電。蓄熱罐在夜晚釋放的熱能,足夠讓發電站在沒有陽光的情況下運行15小時。也就是說,白天曬9個小時太陽,全天24小時都可以發電。類似的創意就在我們身邊。不少人家房頂上安裝了太陽能熱水器,就是利用白天強烈的太陽能把水燒熱,儲存到晚上需要洗漱的時候用。
太陽能高塔
發電有利環保
除了西班牙外,德國、美國、澳大利亞等國的研究人員相繼對太陽能集熱發電展開研究。澳大利亞一家名為『環境任務』的公司在新南威爾士州建造一座規模龐大的太陽能高塔。該發電站的塔高達1000米,底部的集熱區直徑達7000米,裝機容量達到200兆瓦,足夠20萬戶家庭使用,預計每年可以減少至少90萬噸二氧化碳的排放。
在世界各國,都有一些乾旱的荒漠地區,這些地區曾被視為無用的貧瘠地區。太陽能專家表示,荒漠地區往往太陽能儲量十分豐富,空中雲汽量很少,陽光十分充足,晴天的比例很高,可以大力發展太陽能,尤其是太陽能高塔這樣的全天候發電系統。這樣不僅可以大量減少化石能源帶來的污染,還可以利用太陽能電力發展遠程灌溉系統,實現局部戈壁和沙漠的綠洲化。
靈龍