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  • 1 # cnBeta

    雖然太陽能是一種清潔能源,但其在生產穩定性、以及儲能方案上,也存在著明顯的不足。

    消費者最熟悉的鋰離子電池,已經在大規模電網儲能設施中有所使用,比如特斯拉為澳洲建造的全球最大儲能設施。可惜鋰資源相對難以獲得,因而無法成為大規模推廣的最佳選擇。

    好訊息是,麻省理工學院的研究人員,剛剛提出了一種“將太陽能儲存在盒子裡”的新穎解決方案。

    【熔融矽熱儲能系統的外形,圖自:MIT】

    這一設想,主要涉及將熱量儲存在熔融矽中。新系統全稱為“熱能電網儲存 - 多結光電”(簡稱 TEGS-MPV),核心部分為熔鹽電池。

    選擇鹽作為儲能介質,也存在著一些問題,其在加熱時會變得易腐蝕。MIT 技術的趣味之處在於,若採用聚焦光線的形式來獲取能量,成本會較電儲能方案更加低廉。

    首席研究員 Asegun Henry 表示,這項技術已經存在了一段時間。

    人們一直認為它的成本,無法低到足以與天然氣競爭。但在更高的溫度下,其推動力會更顯高效,最終降低成本。

    在達到 1000℉(538℃)之後,熔鹽的腐蝕性會帶來極大的影響。因此 MIT 團隊想到了尋找另一種新材料,以實現更高的能量密度。

    最終,研究團隊選擇了熔融矽來儲能。其能夠被加熱到 4000 ℉(2200 ℃),引導性也相當出色。

    【研究配圖 - 熱儲能系統原理】

    TEGS-MPV 系統包含了兩個高度隔熱的儲罐,它們由石墨製成、款 33 英尺(10 米)。其中一個罐子可以儲存溫度相對較低(3450℉ / 1900℃)的液態矽。

    在需要加熱的時候,液態矽可從一根由外部能源加熱的管路中泵出。溫度較高的液態矽(4350℉ / 2400 ℃),可儲存到另一個罐中。

    研究團隊稱,這樣一套 TEGS-MPV 系統,能夠為大約 10 萬個家庭供電。理想情況下,它可以儲存風能、太陽能等清潔可再生能源。

    系統設計幾乎可以在任何地方部署,而且價格相當實惠 —— 大約是抽水電站的一半(水泵成本很高)。

    為防止熔融矽與石墨罐體發生腐蝕反應,研究團隊特地製作了一個測試用的迷你原型。

    結果表明,在滿載加熱到 3600℉(1980℃)後一小時,確實能夠與石墨髮生反應、並形成碳化矽。

    不過你我不必擔心,因為這層碳化矽並不會對罐體造成破壞,而是實際上創造了一層薄薄的保護層。

    有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《能源與環境科學》(Energy & Environmental Science)期刊上。原標題為:

    《Thermal energy grid storage using multi-junction photovoltaics》

  • 2 # 山東長青金屬表面工程

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