美國Verdicorp推低成本膠囊式相變儲熱系統

北極星太陽能光伏網訊:光熱發電因伴有儲熱系統而具備了可持續穩定與可調度供電的核心競爭優勢，美國能源部SunShot計劃提出到2020年實現6美分/kWh的光熱發電成本目標，其中對儲熱系統設定的目標為15美元/kWhth。而目前的實際成本仍遠遠高出這一目標值，如何更快地降低儲熱系統的成本是光熱發電行業須著力突破的關鍵一環。

除了目前常見的熔鹽儲熱技術，更多新型的低成本儲熱系統方案被提出並開始逐步推向實驗和示範驗證。美國佛羅裡達大學研發的膠囊式相變儲熱系統就是一種獨特的新型儲熱解決方案。據稱，採用該技術可以大大削減儲熱成本。記者為此採訪了Verdicorp中國區代表北京百富麗科技有限公司總經理佟光華。

佟光華表示，該儲熱技術採用膠囊式包裝熔鹽以實現相變儲熱。之所以採用這種膠囊結構，是為了解決傳統熔鹽儲熱系統投資成本高及有腐蝕性的問題。首先，熔鹽的優勢是價格低廉，來源普遍，物理化學性質穩定，導熱係數與載熱容量高。但是考慮到熔鹽儲熱系統的熱損失和熔鹽的腐蝕性問題，必須對熔鹽管道做好保溫，以避免熔鹽凝固，同時目前採用的雙罐系統也使得熔鹽儲熱系統的投資較為高昂。儲熱系統的投資是光熱發電站僅次於光場的第二大類別。削減熔鹽儲熱系統高昂的投資成本，可大幅降低光熱發電的度電成本。

相變熔鹽是一種具有特殊感光性和可快速充放熱的具有特殊導熱性的高溫材料，由多種不同的熔鹽以一定比例配比而成，具體可根據實際的運行溫度需要選擇材料配比。將這種相變材料封裝於小型的膠囊狀球體中，可有效解決相變材料對儲熱箱體的腐蝕問題，並可採用價格更為低廉的單罐設計。

對於該儲熱球的製造和封裝工序，研究人員首先採用液壓機將這種粉狀相變蓄熱材料壓縮，然後用一種低成本、可硬化並具有高滲透率的聚合物塗布將壓縮後的相變材料包裹起來，再通過加熱工序，使相變材料膨脹，聚合物塗布膨脹將空氣逼出材料球內，形成真空。再通過放熱過程，相變材料在球體內由外向內冷卻成為固態，因空氣在加熱過程中被逼出，中心部位形成真空狀態，然後採用電鍍或高溫燒結技術將包裹起來的相變儲熱球封裝一層金屬外殼或者陶瓷外殼。（見圖1）

圖1：金屬外殼相變蓄熱球製造過程

而之所以將儲熱球進行真空處理，是因為儲熱球在使用過程中，相變材料在球體內部會因融化而膨脹，造成內部壓力升高，可能會對球體造成損壞，真空處理後球體內部就預留了一部分空間，可保證相變材料在充放熱過程中不會對球體外殼造成損壞。

北極星太陽能光伏網聲明：此資訊系轉載自北極星電力網合作媒體或網際網路其它網站，北極星太陽能光伏網登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。文章內容僅供參考。