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序言 小时候你肯定这样玩过： 在天气很好的时候，拿着一个放大镜，然后地上放一张纸，这时太阳光会透过放大镜，很快就把下面的纸烧起来，原理其实很简单！ 但是如果现在有1万多面镜子会发生什么呢？ 这就要说道，在咱们中国甘肃敦煌的戈壁滩上，竟然有一座全是镜子组成的发电站。 啥？镜子也能发电？ 对， 你没听错！ 那么问题来了： 镜子发电站它是怎么工作的？ 这里面用到了啥科技？ 它的制造难点在哪？ 镜子发电站 甘肃敦煌那个镜子发电站，它的全名叫做100兆瓦级熔盐塔式光热电站。 小鲸来划重点了！ 熔盐、 塔式！ 熔盐跟我们一般见到的盐不一样，它是液态的盐，是一种可以高温传热，蓄热的介质。用这种盐来储存热能，进而用来发电，成本是非常低的。 "塔式"是因为它中间有个集热塔。 这个发电站的工作过程是这样的: 首先在集热塔周围布置一定数量的镜子，集热塔作为吸热器的承载基础，镜子作为太阳能的接受者，然后镜子将太阳光反射到集热塔顶的吸热器上。 液态熔盐流经吸热器的管道并吸收热量，并由这些携带热量的熔盐，通过蒸汽发生系统与水做热交换，产生高温高压的蒸汽，从而推动汽轮发电机组发电。 其实，很多发电系统的最后一环就是“烧开水”，核能、火电、地热，它们最后都是通过蒸汽推动汽轮机发电。 发电站镜子技术 别看"镜子发电站"的结构简单，但是里面的科技含量可不低哦！ 咱们就说说这个镜子吧。 它的专业名词叫做"定日镜"。顾名思义，就是将太阳光线反射到固定位置的光学装置。 整个光热电站就有12000多面定日镜，并且一面大的定日镜，其实是由35个3.3平米的小镜子组成。 这些小镜子按照5乘7的排列方式组成了一个凹面镜，每块子镜后还带有背板，它的作用是用来进行支撑以防止镜子变形，进而实现聚集和光斑控制要求。 为什么是凹面镜，而不是我们平常使用的平面镜呢？ 凹面镜会使得平行光束汇聚，进而将光线所携带的能量集中。 仔细想一下，手电筒就采用了凹面镜，所以射出来的光线比较远，而且不容易减弱。 那有人会问了，这么多镜子是如何保证能精准将光斑投射到吸热塔上呢？ 要知道发电站的镜场半径长达1500米，这意味着最外端的定日镜，必须得在1500米外精准地将光斑投射到吸热器上。 可以说要求极高！ 但是这对于勤劳聪明的中国人来说，这都不是事！ 1万多个定日镜，除了弧度不相同以外，还用到了一种秘密武器，它就是减速机。 这玩意常用于工业机器人以及医疗机器人等对精度要求极高的领域。装备了减速机的定日镜，你可以理解为一个可以精确控制的机器人。 对了，咱们现在可以生产精度达到了惊人的0.6毫弧度的减速机，这样可以使定日镜更容易精准聚光，而这一标准已经几乎达到了目前机械加工工艺的精度极限。 另外一个问题，这么多镜子是如何精准地跟踪太阳，并最大程度得收集阳光呢？ 这就要说到它使用了双轴跟踪技术。 这种技术可以让每一块镜子，都能够自动跟随太阳的位置变化，从而改变自己的位置和角度，并找到最佳的折射角度。 聚焦精度可达到0.03度至0.05度，从而可以最大程度得收集阳光，使反射光射向中间的吸热塔汇聚。 这么多面镜子照在一个点上，可想而知，吸热塔里面温度得有多高！ 同时这些镜子除了要有超高的精度以外，还必须能经受风沙和冰雹的侵袭。要知道戈壁上的天气多变，风沙那是常有的事情。怎么能保证镜子不被损坏，也是很考验技术的事情！ 熔盐储换热系统 那到了夜晚没有阳光怎么办呢？ 不怕！没有阳光咱们可以进行储能。 这就要说到熔盐储换热系统。 它包括一座290摄氏度的冷盐罐、一座565摄氏度的热盐罐和一套蒸汽发生系统。 系统工作时，先利用热盐泵将热盐罐内的热熔盐，打入蒸汽发生系统。与水进行热交换后降温成为冷熔盐，回到冷盐罐。 水在吸收了熔盐的热量后，成为高温高压的水蒸气从而推动汽轮机发电。而冷却下来的熔盐，重新变成固体得到循环利用。 发电站成就 值得一提的是，这个镜子发电站，是由北京首航艾启威节能技术股份有限公司，自主设计研发，并投资30亿元建设，是具有完全自我知识产权。 它的建造，不仅解决了传统电厂的限制，而且还可以实现24小时连续发电。 截止到目前，它已经实现了最大负荷发电，年设计发电量3.9亿度。 这是什么概念呢？ 小鲸举个例子，以每户家庭每天平均用电量12点24度，每年4468度为例，仅仅是一个光热发电塔每年产生的电量，就可以保证87000户家庭一年的用电。 同时每年可以减排二氧化碳35万吨，释放相当于1万亩森林的环保效益，并且每年可以节约13万吨的标煤量。 它的成功建成，不仅是目前中国乃至亚洲装机容量最大的光热电站，也是全球单机聚光面积最大、吸热塔最高的塔式光热电站。同时也标志着，中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。 感悟 大家都知道太阳能是可再生能源。 与传统化石燃料相比，它最大的特点就是不会枯竭，可以说是取之不尽用之不竭，对环境没有任何破坏，是一种非常安全并清洁的能源。 同时利用太阳能发电，也更有助于咱们国家的能源独立和国家安全。要知道未来万一有战争，一个国家的能源多少是考验战争的重要标准。 此次甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站，可以说是对太阳能利用的独特创新。 据相关资料显示，整个电站的反射镜面积有140多万平方米，相当于200个标准足球场的大小。 这面积可以说相当的庞大！ 说是外星人的杰作，估计都有人会相信！ 最后小鲸不禁要感叹下，这真是了不起的中国创造！
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发表于 6-5-2021 02:04 PM
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