去青海旅行,好多人會(huì)建議一定要帶好防曬霜,因?yàn)閷?shí)在是太曬了。
確實(shí),青海省擁有豐富的太陽(yáng)能資源,年太陽(yáng)總輻射量在2000kWh/m2以上,年日照時(shí)數(shù)在3200小時(shí)以上,也就是每天太陽(yáng)照射平均約9小時(shí),青海省還具備電網(wǎng)接入、冷卻水源、大量的荒漠化土地等條件,所以十分適合建設(shè)大型太陽(yáng)能光熱發(fā)電站。
作為太陽(yáng)能光熱發(fā)電的核心技術(shù),儲(chǔ)熱材料的選擇與制備尤為重要。熔鹽就是光熱發(fā)電儲(chǔ)能材料的首選。熔鹽,其實(shí)就是鹽的熔融態(tài)液體,它具有熱容大、粘度低、蒸汽壓低、寬溫等諸多獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)。

常用硝酸鹽及硝酸熔鹽 提純、高溫熔融,鹽湖里的“鹽”才能制成太陽(yáng)能儲(chǔ)能材料
青海省鹽湖數(shù)量多、儲(chǔ)量大、規(guī)模大、鹽礦資源極為豐富,是我國(guó)鹽化工的重要生產(chǎn)基地之一。其中,氯化鈉、氯化鎂、鉀鹽、鋰礦、芒硝等礦產(chǎn)均居全國(guó)首位,具備太陽(yáng)能光熱發(fā)電的發(fā)展空間和優(yōu)勢(shì)。
鹽湖中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽資源,我們應(yīng)該如何充分利用這些資源,制成熔鹽儲(chǔ)能材料呢?一般來(lái)說(shuō),從鹽湖直接攤曬得到的鹽僅可作為原材料,需要經(jīng)過(guò)提純或其他步驟轉(zhuǎn)化為熔鹽,才能用作光熱儲(chǔ)能材料。就像孫悟空要在太上老君的煉丹爐里邊練出火眼金睛一樣,鹽湖里的“鹽寶寶”們也需要經(jīng)過(guò)高溫等歷練,才能變成能容納能量的太陽(yáng)能儲(chǔ)能材料。
不同溫度下的熔鹽狀態(tài):
1、加熱前是白色固體顆粒;2、加熱的過(guò)程中逐漸變成熔融態(tài);
3、遇冷放熱后逐漸凝固;4、完全凝固時(shí)的狀態(tài)。
然而傳統(tǒng)的硝酸鹽儲(chǔ)能材料或是熔點(diǎn)高,或是分解溫度低,使用溫度范圍較窄。另外,導(dǎo)熱性能較低,一定程度上限制了儲(chǔ)能材料對(duì)太陽(yáng)能的利用效率。
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員王敏團(tuán)隊(duì)以鹽湖資源為原料,制備了新型的熔鹽,不僅拓寬了硝酸熔鹽的適用溫度范圍,而且還提升了導(dǎo)熱性能,進(jìn)一步推動(dòng)了光熱發(fā)電的發(fā)展。
經(jīng)過(guò)近多年的技術(shù)研發(fā)和攻關(guān),團(tuán)隊(duì)已建立了一套適合熔鹽制備、純化、分析檢測(cè)、物性測(cè)試等的相關(guān)平臺(tái),為熔鹽工作開展了一系列具有國(guó)際、國(guó)內(nèi)前沿技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究工作,為承擔(dān)的國(guó)家、中科院、青海省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目提供了大量、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。
相關(guān)機(jī)器,不止有高溫氣氛馬弗爐,還有自動(dòng)制樣機(jī)、同步熱分析儀、金相顯微鏡等等,是一整套嚴(yán)密的系統(tǒng)。
部分相關(guān)儀器 硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員王敏指出,利用熔鹽傳熱儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù),可提供連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無(wú)法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的缺陷,不僅可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰電站使用,也可做為承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的主力電站,被國(guó)際公認(rèn)是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來(lái)的主力能源。
“當(dāng)然”,王敏說(shuō):“熔融鹽還存在成本高、效率低和可靠性低的缺陷,限制了其在太陽(yáng)能熱發(fā)電中的應(yīng)用。我們立足于鹽湖鈉、鉀和鎂資源的開發(fā)以及青藏高原太陽(yáng)能的利用,側(cè)重于硝酸熔鹽傳熱蓄熱介質(zhì)的性能研究與提升,從二元拓展到三元,再到添加劑的引入,為將硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電中更廣泛的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。”
“相信隨著對(duì)熔融硝酸鹽性能的深入研究和特性改進(jìn)、缺點(diǎn)的克服及其應(yīng)用前景的不斷開發(fā),硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用。”對(duì)于硝酸熔鹽的應(yīng)用前景,王敏充滿著期望。
確實(shí),青海省擁有豐富的太陽(yáng)能資源,年太陽(yáng)總輻射量在2000kWh/m2以上,年日照時(shí)數(shù)在3200小時(shí)以上,也就是每天太陽(yáng)照射平均約9小時(shí),青海省還具備電網(wǎng)接入、冷卻水源、大量的荒漠化土地等條件,所以十分適合建設(shè)大型太陽(yáng)能光熱發(fā)電站。
作為太陽(yáng)能光熱發(fā)電的核心技術(shù),儲(chǔ)熱材料的選擇與制備尤為重要。熔鹽就是光熱發(fā)電儲(chǔ)能材料的首選。熔鹽,其實(shí)就是鹽的熔融態(tài)液體,它具有熱容大、粘度低、蒸汽壓低、寬溫等諸多獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)。

青海省鹽湖數(shù)量多、儲(chǔ)量大、規(guī)模大、鹽礦資源極為豐富,是我國(guó)鹽化工的重要生產(chǎn)基地之一。其中,氯化鈉、氯化鎂、鉀鹽、鋰礦、芒硝等礦產(chǎn)均居全國(guó)首位,具備太陽(yáng)能光熱發(fā)電的發(fā)展空間和優(yōu)勢(shì)。
鹽湖中含有豐富的無(wú)機(jī)鹽資源,我們應(yīng)該如何充分利用這些資源,制成熔鹽儲(chǔ)能材料呢?一般來(lái)說(shuō),從鹽湖直接攤曬得到的鹽僅可作為原材料,需要經(jīng)過(guò)提純或其他步驟轉(zhuǎn)化為熔鹽,才能用作光熱儲(chǔ)能材料。就像孫悟空要在太上老君的煉丹爐里邊練出火眼金睛一樣,鹽湖里的“鹽寶寶”們也需要經(jīng)過(guò)高溫等歷練,才能變成能容納能量的太陽(yáng)能儲(chǔ)能材料。

不同溫度下的熔鹽狀態(tài):
1、加熱前是白色固體顆粒;2、加熱的過(guò)程中逐漸變成熔融態(tài);
3、遇冷放熱后逐漸凝固;4、完全凝固時(shí)的狀態(tài)。
然而傳統(tǒng)的硝酸鹽儲(chǔ)能材料或是熔點(diǎn)高,或是分解溫度低,使用溫度范圍較窄。另外,導(dǎo)熱性能較低,一定程度上限制了儲(chǔ)能材料對(duì)太陽(yáng)能的利用效率。
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員王敏團(tuán)隊(duì)以鹽湖資源為原料,制備了新型的熔鹽,不僅拓寬了硝酸熔鹽的適用溫度范圍,而且還提升了導(dǎo)熱性能,進(jìn)一步推動(dòng)了光熱發(fā)電的發(fā)展。
經(jīng)過(guò)近多年的技術(shù)研發(fā)和攻關(guān),團(tuán)隊(duì)已建立了一套適合熔鹽制備、純化、分析檢測(cè)、物性測(cè)試等的相關(guān)平臺(tái),為熔鹽工作開展了一系列具有國(guó)際、國(guó)內(nèi)前沿技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究工作,為承擔(dān)的國(guó)家、中科院、青海省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目提供了大量、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。
相關(guān)機(jī)器,不止有高溫氣氛馬弗爐,還有自動(dòng)制樣機(jī)、同步熱分析儀、金相顯微鏡等等,是一整套嚴(yán)密的系統(tǒng)。

部分相關(guān)儀器 硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用
中科院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員王敏指出,利用熔鹽傳熱儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù),可提供連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無(wú)法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的缺陷,不僅可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰電站使用,也可做為承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的主力電站,被國(guó)際公認(rèn)是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來(lái)的主力能源。
“當(dāng)然”,王敏說(shuō):“熔融鹽還存在成本高、效率低和可靠性低的缺陷,限制了其在太陽(yáng)能熱發(fā)電中的應(yīng)用。我們立足于鹽湖鈉、鉀和鎂資源的開發(fā)以及青藏高原太陽(yáng)能的利用,側(cè)重于硝酸熔鹽傳熱蓄熱介質(zhì)的性能研究與提升,從二元拓展到三元,再到添加劑的引入,為將硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電中更廣泛的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。”
“相信隨著對(duì)熔融硝酸鹽性能的深入研究和特性改進(jìn)、缺點(diǎn)的克服及其應(yīng)用前景的不斷開發(fā),硝酸熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電方面將發(fā)揮更重要的作用。”對(duì)于硝酸熔鹽的應(yīng)用前景,王敏充滿著期望。