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为黑夜“存储”太阳 让太阳能发电“颠倒乾坤”

文章出处:未知 发表时间:2018-10-09 14:57

  看过《2012》,缺乏安 全感的人恐怕要心神不宁,不过更 多的是对于地球保护的警醒,深刻体会“绿色”、“可持续发展”不是摆 摆姿态那样肤浅。无论是 美国总统奥巴马的“能源新政”,还是中 国政府出台的一系列支持可再生能源的政策,生硬的 文字也都增加了亲近感。

  麻省理 工学院的材料化学教授唐纳德o萨德威(DonaldSadow ay)也许也 会注意到这部热播的大片,因为这 使得他的一项研究看起来更加美好,他和他 所在的团队正研究如何让太阳能电力大规模储存,如果顺利的话,一种能 让城市在夜间使用太阳能的新型电池将在五年内进入市场。

  为黑夜“存储”太阳

  面对石油、煤炭等 传统能源日益枯竭的现实,人们将 目光投向了绿色洁净的太阳能。近年来,在世界 范围内掀起了一股发展太阳能光伏产业的热潮。但是,如果没 有一个好的方法大规模储存电力,太阳能 电力在夜间就毫无用途。

  一种新 型的由全液体活性材料制成的电池成为了前景看好的存储方法。麻省理 工学院的材料化学教授,同时也 是电池的发明者之一唐纳德·萨德威(DonaldSadow ay)表示,该电极 能处理的电流强度“比以往测试过的任何(电池)高出数十倍”。更重要的是,材料的价格低廉,而设计 也考虑到了简便生产的问题。

  据了解,已制成的样品表明,此类液 体电池的成本还不到当今最好电池的三分之一,而且持 续时间大大延长。这种电 池与其他任何种类都不同。电极是熔融金属,而传导 电流的电解质是熔盐。这样就 形成了一个超常的能迅速吸收大量电力的回能装置。第一个 样品是由一个由绝缘材料包裹的容器组成。研究人 员们在其中加入了熔融的原料:底部为锑,中间为电解质,比如硫化钠,顶部为镁。由于各 种材料的密度不同,它们会 自然地留在不同的分层内,从而简化了生产过程。该容器兼有两种角色,作为一个集电器,它能从 电源处如一块太阳能电池板那儿传输电子,同时,它还可 以把它们运送至电网,为家庭或企业供电。

  萨德威 正在考虑用导线将这种大型电池连接起来以形成一个巨大的电池组。按其估算,一个足 够满足纽约市高峰电力需求(约为13000兆瓦)的电池组大约占地60000平方米。为它充 电需要一个空前大小的太阳能场,创造出 的电力不仅要满足日间的电力需求,还要为 电池组充足电力以满足夜间的需求。第一个 系统很可能会储存电力需求较低时生产的电力,以备高峰时使用,这样就 减少了所需的发电厂和输电线的数量。

  太阳能发电取代水电、煤电看到了希望

  事实上,在太阳能利用上,无论是 热利用还是光伏发电,国内外 都已经研究多年并有很多成果投入商用。在国内,也形成山东皇明,力诺瑞 特等一批新能源公司。

  至于如何存储太阳能、水能等 等能源电力的方法也相继涌现,部分已 投入了有限的使用。这些方 法从铅酸电池堆到白天将水泵上山,晚上再 让泄下带动自旋发电机的系统,都在探索。

  萨德威表示,液态电 池的优点在于它价格低廉、使用时间长(与泵水 之类的方法不同),而且它 能在各种各样的地方使用。

  多年来,借助太 阳能发电取代传统的燃煤发电和水力发电总是“看起来美好”。在目前 国内的电力市场上,太阳能 发电并没有拥有自己的立足之地,其在电 力市场上无法与传统的燃煤发电和水力发电竞争。其中主要的原因,是太阳 能光伏发电的成本太高,不仅高 于传统的燃煤发电和水力发电,而且还高于风能发电。有数据显示,此前国 际上最尖端的太阳能光伏发电技术,可使其 发电成本达到每度1元,而国内 目前居民用电的价格是每度约0.5元左右。成本成 为太阳能发电推广的瓶颈,业内也 形成了一项共识,要想让 太阳能发电具有竞争性,惟一的 途径是要加强产业各个环节的新技术开发,通过新技术降低成本。

  “从来没 有人涉及到为电网大规模储存电力的问题,”萨德威说道,“我们真 正地看到了能储存电网的电池。”据介绍,在创建 了初步的样品后,研究人 员改变了所使用的金属和盐。在高浓度的情况下,锑化镁 不可能溶于电解液中,因此,第一个样品太大了,不实用。萨德威 没有透露要采用的新材料,但表示 他们会按同样的原理工作。该团队 希望商业化的电池能在五年内出现。

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