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在中國甘肅敦煌的戈壁灘上，有一座全是鏡子組成的發(fā)電站。 * n, ?, s# v3 b0 T0 t- _
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鏡子發(fā)電站它是怎么工作的？ 這里面用到了啥科技？ 它的制造難點在哪？ 甘肅敦煌鏡子發(fā)電站，全名叫做100兆瓦級熔鹽塔式光熱電站。 劃重點了！ 熔鹽、 塔式！
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熔鹽跟我們一般見到的鹽不一樣，它是液態(tài)的鹽，是一種可以高溫傳熱，蓄熱的介質。用這種鹽來儲存熱能，進而用來發(fā)電，成本是非常低的。 "塔式"是因為它中間有個集熱塔。 這個發(fā)電站的工作過程是這樣的: 首先在集熱塔周圍布置一定數量的鏡子，集熱塔作為吸熱器的承載基礎，鏡子作為太陽能的接受者，然后鏡子將太陽光反射到集熱塔頂的吸熱器上。 1 X- L6 b* m) F U; ~; A' _' N
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液態(tài)熔鹽流經吸熱器的管道并吸收熱量，并由這些攜帶熱量的熔鹽，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)與水做熱交換，產生高溫高壓的蒸汽，從而推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。 " H8 m0 j- J+ r/ Z7 W, a+ l
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其實，很多發(fā)電系統(tǒng)的最后一環(huán)就是“燒開水”，核能、火電、地熱，它們最后都是通過蒸汽推動汽輪機發(fā)電。 別看"鏡子發(fā)電站"的結構簡單，但是里面的科技含量可不低哦！ 咱們就說說這個鏡子吧。 它的專業(yè)名詞叫做"定日鏡"。顧名思義，就是將太陽光線反射到固定位置的光學裝置。 整個光熱電站就有12000多面定日鏡，并且一面大的定日鏡，其實是由35個3.3平米的小鏡子組成。
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這些小鏡子按照5乘7的排列方式組成了一個凹面鏡，每塊鏡子后還帶有背板，它的作用是用來進行支撐以防止鏡子變形，進而實現聚集和光斑控制要求。 為什么是凹面鏡，而不是我們平常使用的平面鏡呢？ 凹面鏡會使得平行光束匯聚，進而將光線所攜帶的能量集中。 仔細想一下，手電筒就采用了凹面鏡，所以射出來的光線比較遠，而且不容易減弱。 那有人會問了，這么多鏡子是如何保證能精準將光斑投射到吸熱塔上呢？
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要知道發(fā)電站的鏡場半徑長達1500米，這意味著最外端的定日鏡，必須得在1500米外精準地將光斑投射到吸熱器上。 可以說要求極高！ 1萬多個定日鏡，除了弧度不相同以外，還用到了一種秘密武器，它就是減速機。 * g* \% q, y: n6 g2 z7 e, ~
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這玩意常用于工業(yè)機器人以及醫(yī)療機器人等對精度要求極高的領域。裝備了減速機的定日鏡，你可以理解為一個可以精確控制的機器人。 對了，咱們現在可以生產精度達到了驚人的0.6毫弧度的減速機，這樣可以使定日鏡更容易精準聚光，而這一標準已經幾乎達到了目前機械加工工藝的精度極限。 另外一個問題，這么多鏡子是如何精準地跟蹤太陽，并最大程度得收集陽光呢？ 這就要說到它使用了雙軸跟蹤技術。
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這種技術可以讓每一塊鏡子，都能夠自動跟隨太陽的位置變化，從而改變自己的位置和角度，并找到最佳的折射角度。 聚焦精度可達到0.03度至0.05度，從而可以最大程度得收集陽光，使反射光射向中間的吸熱塔匯聚。 這么多面鏡子照在一個點上，可想而知，吸熱塔里面溫度得有多高！
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同時這些鏡子除了要有超高的精度以外，還必須能經受風沙和冰雹的侵襲。要知道戈壁上的天氣多變，風沙那是常有的事情。怎么能保證鏡子不被損壞，也是很考驗技術的事情！ 那到了夜晚沒有陽光怎么辦呢？ 不怕！沒有陽光咱們可以進行儲能。 這就要說到熔鹽儲換熱系統(tǒng)。 它包括一座290攝氏度的冷鹽罐、一座565攝氏度的熱鹽罐和一套蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。 - N: I$ A$ H" j- B: l6 C9 h
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系統(tǒng)工作時，先利用熱鹽泵將熱鹽罐內的熱熔鹽，打入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。與水進行熱交換后降溫成為冷熔鹽，回到冷鹽罐。 水在吸收了熔鹽的熱量后，成為高溫高壓的水蒸氣從而推動汽輪機發(fā)電。而冷卻下來的熔鹽，重新變成固體得到循環(huán)利用。 值得一提的是，這個鏡子發(fā)電站，是由北京首航艾啟威節(jié)能技術股份有限公司，自主設計研發(fā)，并投資30億元建設，具有完全自我知識產權。 它的建造，不僅解決了傳統(tǒng)電廠的限制，而且還可以實現24小時連續(xù)發(fā)電。 2 V0 `: ?2 p& N( U v9 b) @
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截止到目前，它已經實現了最大負荷發(fā)電，年設計發(fā)電量3.9億度。 這是什么概念呢？ 舉個例子，以每戶家庭每天平均用電量12點24度，每年4468度為例，僅僅是一個光熱發(fā)電塔每年產生的電量，就可以保證87000戶家庭一年的用電。
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同時每年可以減排二氧化碳35萬噸，釋放相當于1萬畝森林的環(huán)保效益，并且每年可以節(jié)約13萬噸的標煤量。 它的成功建成，不僅是目前中國乃至亞洲裝機容量最大的光熱電站，也是全球單機聚光面積最大、吸熱塔最高的塔式光熱電站。同時也標志著，中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。 大家都知道太陽能是可再生能源。 與傳統(tǒng)化石燃料相比，它最大的特點就是不會枯竭，可以說是取之不盡用之不竭，對環(huán)境沒有任何破壞，是一種非常安全并清潔的能源。 3 M t, ~8 H9 u% p9 E% e
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同時利用太陽能發(fā)電，也更有助于國家的能源獨立和國家安全。要知道未來萬一有戰(zhàn)爭，一個國家的能源多少是考驗戰(zhàn)爭的重要標準。 此次甘肅敦煌的熔鹽塔式光熱電站，可以說是對太陽能利用的獨特創(chuàng)新。 據相關資料顯示，整個電站的反射鏡面積有140多萬平方米，相當于200個標準足球場的大小。 這面積可以說相當的龐大！ 真是了不起的中國創(chuàng)造！ | 
發(fā)表于 2021-5-4 14:05:44
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