咸太阳能

从能源的角度来看，太阳能的提取和利用是人类最重要的成就之一。 现在的主要困难甚至不是收集太阳能，而是储存和分配太阳能。 如果这个问题可以解决，那么传统的化石燃料企业就可以退休了。

SolarReserve是一家提供在太阳能发电厂中使用熔融盐的公司，并且正在致力于解决存储问题的替代解决方案。 SolarReserve建议不要使用太阳能来发电，然后将其存储在太阳能电池板中，而建议将其重定向到储热设备（塔式）。 能量塔将接收和存储能量。 熔融盐以液态形式保留的能力使其成为理想的蓄热产品 。

该公司的目标是证明其技术可以使太阳能成为一种可承受的全天候能源（就像任何化石燃料发电厂一样）。 集中的阳光将塔中的盐加热到566°C，并将其存储在一个巨大的隔热箱中，直到用于产生蒸汽以启动涡轮机为止。

但是，首先是第一件事。

开始

SolarReserve的首席技术专家William Gould花费了20多年的时间来开发具有熔融盐的CSP技术（集中式太阳能）。 在1990年代，他曾是在莫哈韦沙漠（Mojave Desert）美国能源部的支持下建造的Solar Two示范工厂的项目经理。 十年前，对该建筑物进行了检查，这证实了有关使用定日镜生产商业能源的可能性的理论计算。 古尔德的任务是开发一个类似的项目，在其中使用加热的盐代替蒸汽，并寻找可以储存能量的证据。

在选择一个用于储存熔融盐的储罐时，古尔德犹豫了两个选择：在传统化石燃料发电厂有经验的锅炉制造商，以及为NASA生产火箭发动机的Rocketdyne。 选择是为了支持火箭科学家。 部分原因是，在职业生涯初期，古尔德曾在巨型建筑公司Bechtel担任核工程师，该公司在加利福尼亚州的San Onofre反应堆工作。 而且他认为他不会找到更可靠的技术。

喷气发动机喷嘴实际上从中逸出热气，该喷嘴实际上由两个壳体（内部和外部）组成，在壳体的铣削通道中，燃料成分以液相泵入，从而冷却金属并保持喷嘴不熔化。 Rocketdyne在此类设备的开发以及高温冶金领域的工作经验对于开发在太阳能发电厂中使用熔盐的技术很有用。

10兆瓦太阳能二期项目已经成功运行了数年，并于1999年退役，证实了该想法的可行性。 正如William Gould本人承认的那样，该项目存在一些需要解决的问题。 但是，太阳能二号中使用的核心技术也可以在新月形沙丘等现代气象站中使用。 硝酸盐的混合物和操作温度相同，区别仅在于站点规模。

熔融盐技术的优势在于，它可以让您按需供电，而不仅仅是在阳光明媚的时候。 盐可以保留几个月的热量，因此有时阴天不会影响电力供应。 此外，发电厂的排放量极少，当然，过程中不会产生有害废物。

工作原理

该太阳能发电厂使用10347面镜子（定日镜）安装在647.5公顷（这是900多个足球场）上，将阳光集中在195米高的中央塔楼上，并充满盐分。 这种盐在阳光下被加热到565°C，并将热量存储起来，然后用于将水转化为蒸汽并用于发电。



镜子被称为定日镜，因为它们中的每一个都可以倾斜和旋转以精确地引导其光束。 它们位于同心圆中，将阳光聚焦在中央塔楼上部的“接收器”上。 塔架本身不亮，接收器为哑黑色。 正是由于加热罐的阳光集中而产生发光效果。 热盐流入容量为1.6万立方米的不锈钢罐中。


定日镜

盐在这些温度下的外观和流动方式与水几乎相同，它会通过热交换器为标准涡轮发电机产生蒸汽。 储罐中装有足够的熔融盐，可以使发电机运行10小时。 这相当于1,100兆瓦时的存储量，几乎是为存储可再生能源而安装的最大锂离子电池系统的近十倍。

艰难的道路

尽管提出了这个想法，但不能说SolarReserve成功了。 在许多方面，该公司仍然是一家初创公司。 虽然创业公司在各个方面都充满朝气和活力。 毕竟，当您朝新月沙丘电站看时，第一件事就是光。 如此明亮以至于无法看着他。 这座195米的塔楼高高耸立在内华达州的沙漠地区，大约位于里诺小镇和拉斯维加斯之间的一半，是一种光源。


从这里驱车约一个小时即可到达著名的51区，这是一个秘密军事设施，今年夏天，他们威胁要在互联网上肆虐，以“拯救”美国政府手中的外国人。 这样的街区导致一个事实，即看到异常明亮的光辉的旅行者有时会问当地居民是否目睹了异常或什至是异物。 然后真正打乱学习，这是唯一的太阳能发电，包围反射镜的字段宽度的约3公里。

新月沙丘的建设始于2011年，政府提供的贷款以及内华达州主要公用事业公司NV能源的投资。 他们在2015年建造了一座电厂，比原计划晚了大约两年。 但是即使进行了建设，也并非一切都顺利。 例如，在最初的两年中，用于定日镜的泵和变压器不够强大，经常发生故障并且无法正常工作。 因此，新月沙丘上的功率输出低于运营头几年的计划。

还有另外一个困难-鸟。 不幸的鸟儿在阳光直射的“视线”下变成了尘土 。 据SolarReserve的代表说，他们的发电厂设法避免了鸟类的定期和大规模“火化”。 与几个国家组织一起制定了一项特殊计划，以减轻对发电厂的任何潜在威胁。 该计划于2011年获得批准，旨在降低鸟类和蝙蝠的潜在风险。

但是，新月沙丘最大的问题是热盐储罐中的泄漏，该储罐于2016年底发现。 根据技术，搁置在水箱底部塔架上的巨型环会在熔融盐从接收器到达时对其进行分配。 挂架本身必须焊接到地板上，并且由于温度变化会导致材料膨胀/​​收缩，因此对于环来说，可能需要移位。 取而代之的是，由于工程师的失误，整个农场被彻底煮熟了。 结果，随着温度的变化，水箱的底部凹陷并泄漏。

熔融盐本身的泄漏不是特别危险。 当它进入储罐下方的砾石层时，熔体立即冷却，变成盐。 但是，发电厂的关闭被推迟了八个月。 研究了泄漏的原因，事件的肇事者，紧急情况的后果以及其他问题。

SolarReserve的麻烦并没有就此结束。 该工厂的产能低于2018年的计划，平均功率因数为20.3％，而计划的功率因数为51.9％，C。因此，美国国家可再生能源实验室（NREL）对项目成本进行了为期12个月的研究CSP，专注于性能问题和突发事件。 结果，起初该公司被起诉并被迫改变其领导地位，并在2019年被迫承认破产 。

还没结束

但是，即使这样也没有终止技术的发展。 毕竟，其他国家也有类似的项目。 例如，在以穆罕默德·伊本·拉希德·阿勒马克图姆（Mohammed Ibn Rashid Al Maktoum）命名的太阳能公园中使用了类似的技术-世界上最大的太阳能发电厂网络，聚集在迪拜的一个空间中。 或者说摩洛哥。 比美国有更多的晴天，因此发电厂的效率应该更高。 最初的结果表明这是正确的。

摩洛哥的150兆瓦CSP Noor III塔在运营的最初几个月中超出了计划的容量和存储容量。 CSP Empresarios Agrupados工程集团（EA）的高级顾问Xavier Lara说，塔式储能项目的融资成本与预期相符。


去年12月启动的Noor III发电厂表现出色。 由西班牙SENER和中国能源建设公司SEPCO共同建立的Noor III是世界上最大的塔式运营工厂，并且是熔融盐存储技术的第二大整合。

专家认为，关于性能，存储的生成和集成灵活性的可靠的Noor III早期性能数据可以减少CSP塔和存储的可靠性问题，并减少未来项目的资金成本。 在中国，政府已经宣布了一项计划，该计划将创建一个具有存储容量的6,000 MW CSP。 SolarReserve已与国有的燃煤电厂神华集团合作，开发了1000兆瓦的CSP熔盐生产装置。 但是，这样的存储塔会进一步建造吗？ 问题

然而，就在几天前，比尔·盖茨的Heliogen公司宣布了在使用集中太阳能方面的突破。 Heliogen能够将温度从565°C升高到1000°C。 因此，打开了在水泥，钢铁，石化产品生产中使用太阳能的可能性。

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