用量等。
澳大利亚的一家创新型分布式塔式热发电技术公司
Solastor 公司(参考 CSPPLAZA 相
关报道)是一家采用高纯度石墨作为储热材料并在实践中予以应用的企业,其于
2011 年 5
月建成投运的
3MW 的 Lake Cargelligo 示范电站即是这样一个采用石墨作储热材料的塔式
热发电项目,其将热量接收器和储热系统、蒸汽发生系统集合为一个系统,虽然使系统设计
和构造趋于简单化,但无法使单机做大规模。该公司称这种系统为
G1-SSR,Solastor 称这是
一种简单、强大的太阳能过热和储热接收器。该公司总经理
Steve Hollis 今年 3 月份还来到中
国市场推广这项技术,其声称这是可以帮助光热发电实现
24 小时发电的储热技术。
石墨纳米粒子
Solastor 公司董事长 Nick Bain 也确信石墨是 G1-SSR 热量接收器很好的材料选择。但这
个公司一般不公开讨论这项技术,仅仅在一些商业活动上会对其进行一些介绍。
当前的大规模光热电站采用最多的储热介质为硝酸盐熔盐,而纯粹利用石墨储热的成
本较高,那么,是否可以采用石墨纳米粒子与现有熔盐进行混合以提高熔盐的比热?在美
国能源部的资金扶持下,德克萨斯
A&M 大学对此进行了研究。该研究团队的 Debjyoti
Banerjee 博士称,“将石墨纳米粒子混合入熔盐可以提高熔盐的储热能力,除了石墨碳纳米
管,我们也在研究陶瓷纳米粒子的可行性,这种材料在价格上更加低廉。利用陶瓷纳米粒子,
你可以使熔盐获得与采用石墨纳米粒子相似的储热能力。添加这种粒子的浓度仅需在
0.1%~1%之间。”
另外,
Banerjee 博士的团队还对氯化物盐作为硝酸盐的替代储热介质进行了研究。结果
显示可以在
1000 摄氏度以上的工作温度下工作,特别是在混合了陶瓷纳米粒子后,效果更
加显著。
虽然目前的测试设备不能在如此高的温度下工作,但
A&M 大学的研究团队能够确定
的是:氯化物盐的特殊储热能力可以在混合陶瓷纳米粒子后获得极大的增强,其测试设备
在高达
700 摄氏度的温度下对其进行了测试和验证。
未来的设计路线
Banerjee 博士说:“采用石墨纳米粒子混合熔盐是一项非常有前途的储热技术路线,其
不仅仅可以用于传统的太阳能热发电站,也可以用于更具前瞻性的创新设计中去。
”但氯化
物盐的腐蚀性较强,因此要想应用这种熔盐就必须设计强抗腐蚀的管道系统和熔盐罐子,
同时还需要耐高温。这一点对系统的寿命有重要影响。
如果需要
1000 摄氏度以上的储热温度,项目开发商将很可能必须采用某种特殊类型的
石墨材料,安装防火管道和流体装卸设备。这是唯一的可以保证其在如此高的温度下运行且
具有抗腐蚀性能的方法。
Banerjee 说,“可考虑采用石墨材料制作管道系统,这是因为石墨
天然的耐高温属性。
”
对于氯化物盐本身,采用石墨纳米粒子混合来增加其比热也有一定的作用,但这种物