塔式太阳能发电

塔式太阳能发电

——大规模太阳能替代传统能源发电

太阳每秒钟照射到地球上的能源，就相当于燃烧500万吨煤所释放的热量。太阳每45分钟照射到地球上的能量，就完全可供全球每年所消耗的全部能源。根据这一推算，每年太阳发送到地球上的能量，是目前全球每年能源消费总量的11680倍；这相当于全球各种化石能源探明储量的近百倍。因此，从广大深远的角度讲，太阳能是地球上最大的能源来源。太阳能是取之不尽、用之不竭和永久免费的能源；也是最清洁、安全和价廉的能源。它必将要成为推进人类社会长远发展最坚实的能源基石。加快太阳能全面替代化石能源发电，这关系到人类经济可持续发展；关系到地球生态危机能否得到及时的扭转。温室效应，导致冰川融化与海平面的上升，踏上了一条“不归之路”。陆地沙化，海洋酸化和海水温度上升，已使大量物种在加速灭绝中。极端气候，正在加剧着风灾、洪灾、旱灾、冰灾、雪灾、雹灾、沙灾等等，各种气候灾害的频繁发生。这一切都在说明，地球生态危机已向人类发出了最强烈的危险警示。如果人们仍然无法遏制碳排放，将不可避免地会有越来越多，甚至是完全毁灭性的气候灾难将降临到地球。人类不能再这样继续麻木下去了。我们已经没有时间，也没有别的选择。这是拯救地球的最后一次机会！面对目前唯一能够帮助人类摆脱灾难困境的是太阳能。我们没有任何理由可以拒绝他！

实现太阳能替代传统能源发电，最感困惑和难以解决的问题是：如何克服由昼夜分差及阴晴变化，所带来间歇性中断发电的应用难题。这是几十年来，人们从未逾越的一道门槛。一种比较好的应对解决方法是：利用塔式太阳能集热采集优势，借助移动储热模块做热能的储存搬运，可实现与现代火力发电完美对接。具体做法是：1.由大量塔式太阳能采集单元菱形模块，连片构成网格化密集分布的大规模太阳能采集作业区。2.在日炎照耀下，对发电厂分批送达各采集单元的移动储热模块直接进行储热加载；对加载完毕后的所有移动储热模块，随即送往火力发电厂库存起来等候调用。3.从发电厂的库存中，依次提取若干移动储热模块投入到水蒸汽生产线，对水或水蒸汽进行逐级加热升温；随后产出大量高温高压水蒸汽，

用于推动蒸汽轮机进行发电。卸载后的移动储热模块，将被再次送往太阳能采集场，重新开始新一轮的热能搬运。由此，构成大规模太阳能采集、储存、搬运，到运行发电的周而复始。这可能是太阳光热转换效率最高，储能利用效果最好，和储热发电效率最高的一种完美对接形式。

值得一提的是，塔式太阳能集热采集系统，凭借它在地面上可自由展开巨大的反射聚光面。仅仅通过在高塔顶上的聚焦照射方式，就可将大量太阳热能直接存入移动储热模块内。如此漂亮的空中大手笔能量转接形式，和与近乎无损的非接触模块储能配搭。可谓天作之合，相得益彰。其能流密度提升之高，和热能输出流量之大，是其他太阳能集热系统所望尘莫及的。这也正是开启超大容量移动储热模块应用，所必需具备的重要前提。由于大规模太阳能的储能目标非常明确，它仅仅需要将大量太阳热能集中起来统一调配，专门为热力发电提供短暂周转，或起到热电转换的缓冲均衡作用，目的达到太阳能资源利用最大化的效率追求。这种可移动的蓄热储能方式，简称移动储热模块。它有别以往蓄热储能之处在于：通过模块化将蓄热储能、热能转换、热能移送等各种功能集于一体，将原来固定不动，既复杂又庞大的蓄热储能循环系统。化作体积甚小，功能强大，结构十分简单的储热模块。它不仅大大降低了太阳能的储能成本。而且，还为扩大太阳能发电规模，发挥十分重要的集成作用。最重要的是，由于采用非流动性的工质储能。使工质材料的选择应用，不再受到低熔点、低沸点、低导热、高腐蚀等等限制。使工质材料的导热性和热容性等等，多方面的优异性能，都可以在蓄热储能中发挥极其重要的作用。由于模块保温体，整体独立，外形规整，运用灵活。这就为实施更加周密的移动储热和隔热保温计划，创造了非常良好的条件。使保温成本大幅下降，并赢得更多宝贵的蓄热储能延长时间。最不可思议的是，这种由超高温显热储能和相变潜热储能，两者叠加的储能密度，要比化学电池的储能密度，大出几倍到十几倍。在感叹蓄热储能潜力之余；我们更加惊喜发现，模块储能的充放能力，也优于化学电池。不仅充放速度极快，而且，无以造成内部损毁。因此，模块化蓄热储能，相对目前任何储能方式而言，它可能是一种储能成本最低、方法最为简便、储能密度最大、使用寿命最长、转换效

率最高的大规模太阳能储存方案。其使用成本之低，储能密度之大，和使用寿命之长，均可超过普通铅酸电池十几倍。虽说蓄热储能，是一种极为简单的储能方式。但它必将在大规模太阳能储能发电应用中，发挥无与伦比的非凡作用。它是专为太阳能发电而诞生的。在可以预见的未来，它还可以和各种高性能热电转换器件对接使用，构成即冲即用超强负荷移动电源。可为大规模太阳能发电、风能发电、水能发电、潮汐能发电等等，各种间歇性能源发电，开辟十分美好的应用前景。

实施大规模太阳能光热转换储热发电的突破构想，在于采取分散采集与集中统一发电相结合的变换思维。它完全改变传统太阳能光热发电系统，始终局限于将采能、储能、发电，三大体系捆绑运行的一贯做法。由于捆绑式运行的必然结果，将会出现三大系统各自发展空间的相互制约，而产生非常严重的水桶效应。这里的短板出现，全在前面两大系统之内。相对后者而言，前两大系统的发展空间都十分有限。由于定日镜场的规模设计，常常受到各种建造条件的客观限制，无法将定日镜场建造规模设计的太大。目前定日镜场最大可建规模，仍与寻常规模的大容量发电机组，悬殊相差好几十倍。这种极不对称的规模发展现象，也同样出现在蓄热储能系统的规模设计中。由于塔式太阳能集热采集系统和原有蓄热储能循环系统，同受大型化的空间条件限制；而无法在规模发展上，与大容量的发电机组展开一对一的同步扩展。众所周知，定日镜场是太阳能采集源头，是提供蒸汽轮机发电的动力来源。而太阳能发电效益遵循：发电规模越大，满载运行效率越高，则太阳能发电成本就越低。因此，如果不改变三大系统的捆绑做法，就难以取得规模效益的最大发展。这就是长期阻碍塔式太阳能发电向前发展的一个重要原因所在。

反之，极力创造条件，为三大系统松绑。通过改变中间环节，与前后两大系统的固定连接方式。把原来工质循环流动性的能源传送方式，改变为工质容器可移动的能源移送方式。就可将原来储热循环十分复杂，和系统跨度非常庞大的运行空间，压缩到一小块可移动的蓄热储能模块之中。这样就可以像使用蓄电池一样的灵活、方便、自如。最重要的是，我们正好可以利用移动储热模块的自由集散特点，可将任何规模大小的太阳能采