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“盒子里的太阳” 系统可以在存储可再生能源上击败锂离子电池: 研究

麻省理工学院的科学家们设计了一种系统,可以存储可再生能源,如太阳能和风能,并按需将其送回电网。该系统在《能源与环境科学》杂志上进行了描述,其设计不仅可以在太阳升起或风大时为小城市供电,而且可以全天候供电。

新设计将太阳能或风能产生的多余电能产生的热量存储在大型的白热熔融硅罐中,然后在需要时将发光金属的光转换回电能。美国麻省理工学院 (MIT) 的研究人员估计,这种系统将比锂离子电池便宜得多,锂离子电池被认为是一种可行的,尽管昂贵的存储可再生能源的方法。他们还估计,该系统的成本将是抽水蓄能的一半,这是迄今为止最便宜的电网规模储能形式。

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麻省理工学院副教授Asegun Henry说: “即使我们现在想在可再生能源上运行电网,我们也做不到,因为你需要化石燃料涡轮机来弥补可再生能源供应不能按需调度的事实。”亨利说: “我们正在开发一种新技术,如果成功,将解决能源和气候变化中最重要和最关键的问题,即存储问题。”新的存储系统源于一个项目,研究人员在该项目中寻找方法来提高一种称为集中太阳能的可再生能源的效率。

与使用太阳能电池板将光直接转化为电能的传统太阳能发电厂不同,集中式太阳能需要大量的巨大镜子,这些镜子将阳光集中到中央塔上,在那里光被转化为热量,最终转化为电能。亨利说: “技术有趣的原因是,一旦你做了聚焦光以获取热量的过程,你就能比储存电力便宜得多地储存热量。”

集中式太阳能发电厂将太阳能热量存储在充满熔盐的大型水箱中,熔盐被加热到约538摄氏度的高温。当需要电力时,热盐被泵送通过热交换器,热交换器将盐的热量转移到蒸汽中。然后,涡轮机将蒸汽转化为电能。研究人员概述了他们对新的可再生能源存储系统的概念,他们称之为tegs-mpv,或热能电网存储-多结光伏。

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他们建议通过电流通过加热元件的过程,将任何可再生能源 (例如阳光或风) 产生的电能转换为热能,而不是使用镜子和中央塔来集中热量。该系统可以与现有的可再生能源系统 (例如太阳能电池) 配对,以在白天捕获多余的电力并将其存储以备后用。

该系统将由一个由石墨制成的大的,高度绝缘的,10米宽的储罐组成,并充满液态硅,并保持在几乎1927摄氏度的 “冷” 温度下。一排暴露于加热元件的管子,然后将这个冷罐连接到第二个 “热” 罐。当来自城镇太阳能电池的电力进入系统时,这种能量会在加热元件中转化为热量。

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