太阳能发电的新思路

周军

大家对光伏发电非常熟悉。它是直接把光能通过光伏组件转换为电能。光伏发电虽然易施工、易维护，但占地面积大、受天气条件影响大，阴天发电量很低，夜晚不发电。目前，科学家正在考虑使用光热发电。

光热发电是将光能转换成热能储存起来，然后再进行发电，采用成熟储热技术的光热发电可实现全天24小时稳定持续供电。在光热发电的过程中，传热、储热的“中介”就是熔融盐。熔融盐是盐的熔融态液体，形成熔融态的无机盐，其固态大部分为离子晶体，在高温下熔化后形成离子熔体。

太阳能热发电被认为是可再生能源发电中最有前途的发电方式，而传热、储热技术是太阳能高温热发电的关键技术。其基本原理是把太阳的热量收集起来，将能量转入盐中使其融化;这时，盐的温度能达到几百摄氏度，再通过它传热。在整个发电装置中，主要涉及三个部分：一是太阳能的汇集，二是熔融盐的存储，三是能量交换和转换。

太阳能汇集的原理就和小学《科学》课本上那个聚光的“镜面大锅”有些相似。比如槽式太阳能热发电就是利用抛物线形的聚光镜，将太阳光的热能聚合到集热管，使得集热管中的盐升温，直至熔化成液态。

高温的液态盐循环流动，通过热量交换的循环将水变成水蒸气，再用蒸汽推动汽轮机，从而实现发电。整个过程中，熔融盐和水互不干涉，都是可以循环利用的。

这个叫盐的媒介并不一定是食盐（氯化钠），而是各种无机盐，例如氯化钾、硝酸钾等。它可以是用同一类熔融盐按照一定比例混合而成，也可以是用不同种类的熔融盐按照一定的配方混合，形成多种新型混合共晶熔融盐。

我国于2016年8月20日并网发电的中控太阳能德令哈10MW塔式熔盐光热电站，建于青海省海西州德令哈市。它以二元硝酸盐作为吸热、储热介质。它是我国首个投入运行的以熔融盐为传热和储热介质的塔式项目，也是继西班牙、美国之后全球第三座商业化运行的熔融盐塔式电站。

从理论到产业如何走得顺畅，仍然是需要科学家们探索的问题。此前，科学家们已经解决了储能和經济型难题，例如，在塔式的熔融盐发电场上利用大规模定日镜场收集太阳能，将熔融盐加热并进行储存，再根据电网的指令调度。由于带有储能系统，可以实现连续、稳定、可调度的电力输出。光热发电产业链也基本不会出现光伏电池板生产过程中的高耗能、高污染等问题，而且它的发展对我国目前产能过剩的玻璃和钢铁产业有极强的带动作用。光热产业发展的经济贡献值将高于光伏。

除了熔融盐之外，人们还通过导热油作为介质利用太阳能，也是通过抛物线形的聚光镜将太阳能聚到集热管中，管中流动的是导热油，而不是熔融盐，通过热油将海水蒸发冷凝后实现淡化。无论采取哪种介质，它们都要有“海绵”的特性，能将太阳能吸收到“体内”，并在需要的时候释放出来，通过自己的“吸、吐”，实现太阳能的“时空旅行”。6F2BB1F2-6FD9-4B5D-B53D-4CF8747D19FA