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德国研发太阳能反应器 助太阳能储热机器日夜运行

时间:2018-10-11 00:43 来源: 作者: 点击:

讯:太阳能一直是再生能源中最受欢迎的产业,但不论是太阳能光伏还是(CSP),这些设备在夜间就无法起任何作用,需要加装储能系统或是关闭太阳能设施,但强制关闭太阳能聚光系统将会对设备造成损害,加装储能系统又意味着更花钱。

而为了解决此问题,德国航太中心(DLR)的科学家研发一个名为CONTISOL的太阳能反应器,该设计还包含太阳能储热机器,让系统日夜都可以运行。

有别于太阳光伏利用光电转换来发电,聚光式太阳能是透过数以万计的镜子来聚集太阳光,借由太阳热能来进行化学反应,并把热能转移至水中产生蒸气,用于蓄热、水分解制氢或是用蒸气来驱动发电机。反应器的温度会在日间轻松达到800°C至900°C,但温度会在晚上逐渐冷却,还要在早晨的时候预热,浪费时间与热能。

而德国科学家则希望透过CONTISOL来解此问题。在设计概念中,日间利用太阳来加热两个充气腔(Chamber),一个用来将热空气输送到反应器中,进行化学反应并产生氢气;另一个气腔则会被加热至超过1,000°C,用来储存热能并在夜间取出,让反应器在无日照时也能使用。

CONTISOL论文主要作者JustinLapp表示,聚光太阳能容易受到天气、云量的影响,在晚上也不能有所作为,因此CONTISOL的设计概念就是将两个反应器组合在一起,一个是直接将阳光用于化学反应,另一个是储存热能,两者相互替换。

为了测试该系统,德国航太中心利用氙气灯来模拟太阳热能,而该机器可以在850°C的温度运行并拥有5kW的功率。虽然产生的电量相当低,但这项测试与研究目标是反应器的可行性,并希望在为来可用于商业用途。

CONTISOL成功解决了聚光太阳能“夜间无用处”缺点以及热化学(Thermochemistry)的温度限制,像是核反应炉就无法温度如此高的情况下有效运行。而这项反应器也是透过太阳能而非核能来运作,并可在1,500℃的温度下制氢。而充气腔中的空气是由外面抽取,有效的利用外界的空气,则能让反应器更加便宜与稳定。Lapp指出,空气冷却后也可以直接排出,化学结构在高温下也不会改变。

太阳能是备受看好的绿能产业之一,因此确保太阳能的效率与可用性是各个再生能源厂商的关键挑战。德国目标于2050年达到100%再生能源供电,并在过去两年内在绿能发展投入2,000亿美元,目前其太阳光电的设备容量为欧洲第一,持续开发太阳能产业将对其再生能源发展大有裨益。

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