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为黑夜存储太阳 让太阳能发电颠倒乾坤

信息来源:nooeoo.com  时间:2009-11-26  浏览次数:198

  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。
  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·萨德威表示,该电极能处理的电流强度“比以往测试过的任何高出数十倍”。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,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。
  国内太阳能产业发展提速
  目前,太阳能发展的主要方向是光伏发电、热发电和热利用。国内实现商用的主要在光伏发电和热利用等方面,由于今年政府一系列的刺激政策,出现了新一轮的投资热。在国务院即将出台的新能源发展规划中,预计未来10年的总投资将达3万亿元,其中太阳能光伏发电被列为重点发展对象。此外,2009年财政部、科技部和国家能源局联合打造“金太阳工程”,计划在2-3年内,采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助,偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助。按美林证券最新研究报告估计,按新补贴政策,中国的光伏发电成本可低至0.28-0.42元/千瓦时,国内电价为0.28-0.6元,已具备经济性。
  而在太阳能热领用方面,据中国可再生能源学会副理事长孟宪淦介绍,目前中国太阳能热水器保有量有1.25亿平方米,占全世界总量的76%左右。从数字来讲,中国是世界上太阳能热水器应用规模最大的国家。2008年底,中国生产了3100万平方米的太阳能热水器,占全世界总产量的80%左右。不过,目前国内太阳能行业鱼龙混杂,产品质量参差不齐。日前皇明集团推出新品太阳能3g并对外发布《太阳能3g宣言暨热水器标准白皮书》。皇明集团总裁黄鸣向记者表示,皇明正在积极推进太阳能3g标准,并希望借此带动产业升级方向。日前,国际太阳能学会在皇明集团太阳能中央研究院的基础上,组建世界首个“国际太阳能技术科学研究院”,为国际间太阳能技术交流和关键技术的研发搭建平台。
  国际太阳能学会是可再生能源界唯一被联合国认可的国际权威学术组织,专注于可再生能源的研究和推广,是世界各国进行太阳能合作与交流的重要平台。
  液体电池怎样放电充电和带电?
  放电:全新网络规模蓄电池的熔融活性成分被装进一个容器中,该容器既可释放又可收集电流。
  充电:这时,阳性的镁离子和阴性的锑离子溶于电解液中,容器已准备好充电了。电流流入其中,电解液中的镁离子获得了电子形成镁金属,加入到熔融的镁电极中。同时,锑离子失去电子在另一电极形成金属原子。
  带电:变为金属形式后,电解液缩小而电极扩大,对电池来说,这是一种非同寻常的性能。放电的过程正好相反,金属原子再次变为离子

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