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江山工业园研制“向日葵”太阳灶 一小时发电25度
来源:互联网 发布时间:2014-04-29
说起太阳灶,很多人都不会陌生,小学课本里就有过介绍: 支一面凹面镜,再把水壶或者锅头架在焦点位置,太阳底下一晒,就能烧水炒菜了。这是利用凹面镜的聚光原理,理想状态下,焦点的温度能达到七八百摄氏度。
那么,相同的原理,如果用来发电,岂不是一本万利?在浙江江山,“太阳灶式发电机”,就要付诸现实了。
3月26日,记者随浙江省科技厅工作人员,在浙江同景科技有限公司,看到这样一台样机,每小时能发25度。将来量产后,它或许会成为那些冒着浓烟火电厂的替代者。
工业园区里的“向日葵”
如果要为自己的浙江同景科技有限公司找一种图腾,吴建农会选一枝向日葵。
驱车行驶在江山山海协作工业园,老远就能看见,“盛开”在公司门口的那一朵银色“花儿”。阳光底下,远远望去,有些刺眼,很是招摇。
走到近处,我们才看清,它的“花瓣”是由一片片扇形的玻璃镜面拼成,整个镜面直径有一二十米。若在旁边待上半晌,还会发现,在混凝土浇筑而成的底座上,钢管制成的“花茎”会缓慢旋转,从而让花面始终直面日光——说是向日葵一点也不为过。
不同于课本中太阳灶的寂静无声,这朵“向日葵”发出一种“嗡嗡”的声音。原来,“花蕊”那儿就架着一台发动机呢。
“从整体结构上看,它就是同比例放大的太阳灶。二者只有两点不同,一是把凹面镜焦点上的锅具换作发动机来发电,二是它的底盘装有自动跟踪系统,会随着太阳的位置转动。”吴建农告诉记者。
与浙大签订合作协议
这朵“向日葵”的学名,叫“碟式斯特林太阳能热发电系统”。叫这个名字,是因为它的核心组件——发动机,是伦敦牧师罗巴特·斯特林(Robert Stirling)1816年发明的。
相较于传统内燃机(包括汽车发动机等),斯特林发动机的独特之处就在于,它是外燃式的。
也就是说,氢气(或氦气)作为动力气体,被填充到发动机封闭的气缸内,气缸一端为热腔,另一端为冷腔。气体在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,从而带动气缸内的活塞运动发电。
对于整个发电系统来说,热腔需要的高温,就要由凹面镜聚焦太阳光来提供。
“正常日照条件下,焦点温度最高可到2500℃。”吴建农说,“发电机组件经常要在1000℃高温、20兆帕左右的高压中工作,对材料的耐高温性、耐高压性要求很高,所以这项技术发明近两个世纪,才开始渐渐应用到太阳能发电上。”
吴建农说,他是在2011年11月在美国太阳能热发电企业SES公司参观得知这一技术,随即公司启动了这一新能源项目。不到一年,公司就完成核心组件——斯特林发动机的自主研发。
2013年6月,发电系统开始发电,同年12月公司与浙大签订合作协议,加快实现产业化,推向全球市场。
未来或许能24小时发电
这套样机成本十多万元,不过比起国外的同类产品,便宜了不少。“贵就贵在发动机上,要八万多元。”吴建农说,“量产后成本就会大幅下降,我们希望能降到与汽车发动机相当的水平。”
其光电转化率高达30%以上,功率可以达到25千瓦(即每小时发电25度)。
由此测算,只要在1平方公里内栽上这样的“向日葵”,1年就可以发2亿度电,相当于日发电量为50兆瓦的燃煤或燃气电厂。理论上讲,2亿度电的能量,与50万桶原油相当。但消耗50万桶原油带来的17万吨二氧化碳、1500多吨二氧化硫以及近3000吨氮氧化合物,则是太阳能热发电技术所没有的。
“一家民营企业能够钻研太阳能热利用的技术前沿,非常了不起。”省科技厅厅长周国辉说。
特别值得一提的是,这一发电系统因为光电直接转换,无需水源,15到20年能全寿命运行无功率衰减,完全可以建在缺水的西部荒漠地区,尤其适合我国中西部高海拔地区。
“它生产和使用百分百绿色无污染,整套系统的原材料,包括玻璃、钢材、水泥,都可以循环利用。”吴建农说,它现在只能白天工作,因此,我们正在研发太阳能储热发电技术,未来或许可以24小时都在发电。”
那么,相同的原理,如果用来发电,岂不是一本万利?在浙江江山,“太阳灶式发电机”,就要付诸现实了。
3月26日,记者随浙江省科技厅工作人员,在浙江同景科技有限公司,看到这样一台样机,每小时能发25度。将来量产后,它或许会成为那些冒着浓烟火电厂的替代者。
工业园区里的“向日葵”
如果要为自己的浙江同景科技有限公司找一种图腾,吴建农会选一枝向日葵。
驱车行驶在江山山海协作工业园,老远就能看见,“盛开”在公司门口的那一朵银色“花儿”。阳光底下,远远望去,有些刺眼,很是招摇。
走到近处,我们才看清,它的“花瓣”是由一片片扇形的玻璃镜面拼成,整个镜面直径有一二十米。若在旁边待上半晌,还会发现,在混凝土浇筑而成的底座上,钢管制成的“花茎”会缓慢旋转,从而让花面始终直面日光——说是向日葵一点也不为过。
不同于课本中太阳灶的寂静无声,这朵“向日葵”发出一种“嗡嗡”的声音。原来,“花蕊”那儿就架着一台发动机呢。
“从整体结构上看,它就是同比例放大的太阳灶。二者只有两点不同,一是把凹面镜焦点上的锅具换作发动机来发电,二是它的底盘装有自动跟踪系统,会随着太阳的位置转动。”吴建农告诉记者。
与浙大签订合作协议
这朵“向日葵”的学名,叫“碟式斯特林太阳能热发电系统”。叫这个名字,是因为它的核心组件——发动机,是伦敦牧师罗巴特·斯特林(Robert Stirling)1816年发明的。
相较于传统内燃机(包括汽车发动机等),斯特林发动机的独特之处就在于,它是外燃式的。
也就是说,氢气(或氦气)作为动力气体,被填充到发动机封闭的气缸内,气缸一端为热腔,另一端为冷腔。气体在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,从而带动气缸内的活塞运动发电。
对于整个发电系统来说,热腔需要的高温,就要由凹面镜聚焦太阳光来提供。
“正常日照条件下,焦点温度最高可到2500℃。”吴建农说,“发电机组件经常要在1000℃高温、20兆帕左右的高压中工作,对材料的耐高温性、耐高压性要求很高,所以这项技术发明近两个世纪,才开始渐渐应用到太阳能发电上。”
吴建农说,他是在2011年11月在美国太阳能热发电企业SES公司参观得知这一技术,随即公司启动了这一新能源项目。不到一年,公司就完成核心组件——斯特林发动机的自主研发。
2013年6月,发电系统开始发电,同年12月公司与浙大签订合作协议,加快实现产业化,推向全球市场。
未来或许能24小时发电
这套样机成本十多万元,不过比起国外的同类产品,便宜了不少。“贵就贵在发动机上,要八万多元。”吴建农说,“量产后成本就会大幅下降,我们希望能降到与汽车发动机相当的水平。”
其光电转化率高达30%以上,功率可以达到25千瓦(即每小时发电25度)。
由此测算,只要在1平方公里内栽上这样的“向日葵”,1年就可以发2亿度电,相当于日发电量为50兆瓦的燃煤或燃气电厂。理论上讲,2亿度电的能量,与50万桶原油相当。但消耗50万桶原油带来的17万吨二氧化碳、1500多吨二氧化硫以及近3000吨氮氧化合物,则是太阳能热发电技术所没有的。
“一家民营企业能够钻研太阳能热利用的技术前沿,非常了不起。”省科技厅厅长周国辉说。
特别值得一提的是,这一发电系统因为光电直接转换,无需水源,15到20年能全寿命运行无功率衰减,完全可以建在缺水的西部荒漠地区,尤其适合我国中西部高海拔地区。
“它生产和使用百分百绿色无污染,整套系统的原材料,包括玻璃、钢材、水泥,都可以循环利用。”吴建农说,它现在只能白天工作,因此,我们正在研发太阳能储热发电技术,未来或许可以24小时都在发电。”


