|
在中国甘肃敦煌的戈壁滩上，有一座全是镜子组成的发电站。 8 W+ W' I' l' H/ L. q, ]
![]()
( H7 ]: X$ o: Q, |; i; r" T/ x6 r
镜子发电站它是怎么工作的？ 这里面用到了啥科技？ 它的制造难点在哪？ 甘肃敦煌镜子发电站，全名叫做100兆瓦级熔盐塔式光热电站。 划重点了！ 熔盐、 塔式！ 3 _- x# r6 P$ k5 B0 \' L
![]()
7 h4 ^/ s' X) o5 ?. Y6 ?& s& K$ R; }
+ v& {3 U, s0 S+ j. Y% X) |- W
熔盐跟我们一般见到的盐不一样，它是液态的盐，是一种可以高温传热，蓄热的介质。用这种盐来储存热能，进而用来发电，成本是非常低的。 "塔式"是因为它中间有个集热塔。 这个发电站的工作过程是这样的: 首先在集热塔周围布置一定数量的镜子，集热塔作为吸热器的承载基础，镜子作为太阳能的接受者，然后镜子将太阳光反射到集热塔顶的吸热器上。 5 V/ q6 \+ ~8 D# L J/ z
![]()
) [" r- I- F% x
2 n% D/ x; m ]. a/ R9 F% l
液态熔盐流经吸热器的管道并吸收热量，并由这些携带热量的熔盐，通过蒸汽发生系统与水做热交换，产生高温高压的蒸汽，从而推动汽轮发电机组发电。 . O' b2 D y% f
![]() : f: R3 e: k m2 _
0 T: e& i5 A! Q$ S( A4 v$ V
其实，很多发电系统的最后一环就是“烧开水”，核能、火电、地热，它们最后都是通过蒸汽推动汽轮机发电。 别看"镜子发电站"的结构简单，但是里面的科技含量可不低哦！ 咱们就说说这个镜子吧。 它的专业名词叫做"定日镜"。顾名思义，就是将太阳光线反射到固定位置的光学装置。 整个光热电站就有12000多面定日镜，并且一面大的定日镜，其实是由35个3.3平米的小镜子组成。
8 W/ ~3 a- d2 G7 S
![]() # T3 _. g6 l- q7 b1 t% e3 k
o0 P: u$ e) G* Y9 p2 A5 l- T
这些小镜子按照5乘7的排列方式组成了一个凹面镜，每块镜子后还带有背板，它的作用是用来进行支撑以防止镜子变形，进而实现聚集和光斑控制要求。 为什么是凹面镜，而不是我们平常使用的平面镜呢？ 凹面镜会使得平行光束汇聚，进而将光线所携带的能量集中。 仔细想一下，手电筒就采用了凹面镜，所以射出来的光线比较远，而且不容易减弱。 那有人会问了，这么多镜子是如何保证能精准将光斑投射到吸热塔上呢？
) Z) d* D: J5 g+ y Y
![]()
6 v3 E0 o+ x X! _
4 p' ~: V7 S/ u& f
要知道发电站的镜场半径长达1500米，这意味着最外端的定日镜，必须得在1500米外精准地将光斑投射到吸热器上。 可以说要求极高！ 1万多个定日镜，除了弧度不相同以外，还用到了一种秘密武器，它就是减速机。 3 e. t- f& R0 _. z+ a( s, J
![]()
- X( h1 G+ h e+ @
; l. B, o9 ~$ f% D3 Z& X
这玩意常用于工业机器人以及医疗机器人等对精度要求极高的领域。装备了减速机的定日镜，你可以理解为一个可以精确控制的机器人。 对了，咱们现在可以生产精度达到了惊人的0.6毫弧度的减速机，这样可以使定日镜更容易精准聚光，而这一标准已经几乎达到了目前机械加工工艺的精度极限。 另外一个问题，这么多镜子是如何精准地跟踪太阳，并最大程度得收集阳光呢？ 这就要说到它使用了双轴跟踪技术。 6 X; J% y( ?# P6 N
![]() 8 O) h0 T# y' W7 n- s& i$ l) D
3 ` Q7 n: ^5 K0 T; D; G! I% e8 c5 n
这种技术可以让每一块镜子，都能够自动跟随太阳的位置变化，从而改变自己的位置和角度，并找到最佳的折射角度。 聚焦精度可达到0.03度至0.05度，从而可以最大程度得收集阳光，使反射光射向中间的吸热塔汇聚。 这么多面镜子照在一个点上，可想而知，吸热塔里面温度得有多高！
) @6 ~+ F3 M: T: @( f0 Y5 I# Y0 s
![]()
, ^4 [$ W- l( E/ ?. U2 r" h$ f1 n
; G+ j4 u9 k! ?% _" b' h
同时这些镜子除了要有超高的精度以外，还必须能经受风沙和冰雹的侵袭。要知道戈壁上的天气多变，风沙那是常有的事情。怎么能保证镜子不被损坏，也是很考验技术的事情！ 那到了夜晚没有阳光怎么办呢？ 不怕！没有阳光咱们可以进行储能。 这就要说到熔盐储换热系统。 它包括一座290摄氏度的冷盐罐、一座565摄氏度的热盐罐和一套蒸汽发生系统。 $ V3 v& e, A8 N6 U- _# a
![]() ! ?6 {7 u. Y" k |( q/ [" e0 \
0 y% P+ d5 ?% a2 L, F
系统工作时，先利用热盐泵将热盐罐内的热熔盐，打入蒸汽发生系统。与水进行热交换后降温成为冷熔盐，回到冷盐罐。 水在吸收了熔盐的热量后，成为高温高压的水蒸气从而推动汽轮机发电。而冷却下来的熔盐，重新变成固体得到循环利用。 值得一提的是，这个镜子发电站，是由北京首航艾启威节能技术股份有限公司，自主设计研发，并投资30亿元建设，具有完全自我知识产权。 它的建造，不仅解决了传统电厂的限制，而且还可以实现24小时连续发电。 + T7 }: X$ z: [% [- R X+ K4 N1 l
![]() ; [, |6 T8 U; Q; V
( r/ B; l9 d( c! A* Y4 x
截止到目前，它已经实现了最大负荷发电，年设计发电量3.9亿度。 这是什么概念呢？ 举个例子，以每户家庭每天平均用电量12点24度，每年4468度为例，仅仅是一个光热发电塔每年产生的电量，就可以保证87000户家庭一年的用电。
2 Y' E3 g; N0 C1 h( ^" i6 m( ~
![]() 5 ^$ s5 N9 V/ S0 }+ ]
+ a% e& v& r" M- @# K# M, F
同时每年可以减排二氧化碳35万吨，释放相当于1万亩森林的环保效益，并且每年可以节约13万吨的标煤量。 它的成功建成，不仅是目前中国乃至亚洲装机容量最大的光热电站，也是全球单机聚光面积最大、吸热塔最高的塔式光热电站。同时也标志着，中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。 大家都知道太阳能是可再生能源。 与传统化石燃料相比，它最大的特点就是不会枯竭，可以说是取之不尽用之不竭，对环境没有任何破坏，是一种非常安全并清洁的能源。 & J) n" X& U' f& s
![]()
0 D& D6 O0 [' J7 E* ]1 x |; E
* w6 V# K2 U0 o& h
同时利用太阳能发电，也更有助于国家的能源独立和国家安全。要知道未来万一有战争，一个国家的能源多少是考验战争的重要标准。 此次甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站，可以说是对太阳能利用的独特创新。 据相关资料显示，整个电站的反射镜面积有140多万平方米，相当于200个标准足球场的大小。 这面积可以说相当的庞大！ 真是了不起的中国创造！ | 
发表于 2021-5-4 14:05:44
QQ好友和群
收藏
淘帖
问题专业，描述清楚
伸手党/灌水/看不懂
