12000面镜子 中国建设亚洲第一的”镜子发电站”(图)

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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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