全球第一个选用固体颗粒技能的预商业化光热体系发展顺畅

太阳能具有间歇性和不安稳性，带储能的太阳能光热发电体系能够供给灵敏、安稳的动力供给。近期及未来的两年中，德国宇航中心DLR将在意大利南部Barilla意大利面工厂邻近建造一个共同的选用储能型塔式光热发电技能的动力供给体系，以验证其能够全天候地运用可再生资源发电和供热，并在出产进程中供给牢靠、灵敏的电力和热能，然后削减面食出产进程中的碳脚印，为工业出产和枯燥进程供给可继续动力。

此项名为HiFlex（用于柔性动力体系的高存储密度光热发电）的项目获得了欧盟“地平线2020研讨与立异结构计划”1350万欧元的支撑。该体系将由动力搜集（颗粒塔式光热体系）、动力贮存（颗粒储热体系）、动力调度和动力运用四大部分组成。

其间，动力搜集选用塔式光热技能，大约有500面定日镜经过盯梢将太阳光反射聚集到吸热塔顶部的吸热器上，加热吸热介质。吸收的热量可直接用于发电，工业用热或贮存起来。

该项目中的吸热介质为小陶瓷颗粒。固体颗粒体系被认为是一种有出路的用于下一代太阳能光热发电的技能。因为直接吸收以及颗粒的特点优势，运转温度或许高达1000℃。与最先进的熔融盐不同，颗粒体系不存在流体冻住的风险，因而不需要任何电伴热。颗粒本钱低，对高温金属合金的需求明显下降，直接带来了吸热（接纳）器和贮存本钱的下降。

在HiFlex项目中，太阳辐射会集在塔顶峰值热功率为2.5MW的离心颗粒接纳器（CentRec）中，小陶瓷颗粒作为吸热介质经过吸热器，并因而加热到1000℃。吸热器根底的概念是带有歪斜旋转轴的旋转圆柱体。经过离心力，颗粒被送入接纳器并被强制靠在内壁上，构成一个薄而光学细密的颗粒膜。慢慢地沿着墙面朝接纳器出口移动，然后被反射来的太阳辐射逐步加热。

图：德国HelioHeat规划和开发CentRec太阳能吸热器。

【现已成功完成了冷测验，行将运送到德国宇航中心DLR坐落Jülich的Synlight测验渠道，将在世界上最大的人工太阳光下进行测验。】

图：DLR坐落Jülich的实验渠道

加热后的颗粒能够直接贮存在保温罐中供今后运用，然后能够发生可调度电源。颗粒冷态和热态之间因为是300℃至700℃的大温度跨度，该储能体系的体积存储密度大约是当时计划的2.5倍。再加上颗粒本钱较低，然后降低了特定的存储本钱（约当时计划的50%）。经过蒸汽发生器后，冷却的颗粒被贮存在第二个罐体中，两个罐体的巨细都足以滑润可变能量输入。颗粒运送方面，运用升降机在绝缘容器中分批将颗粒从冷罐运送到吸热器进口，结合了小的散热面。从吸热器出口到热罐的短距离，运用了带重力驱动的绝缘管道进行热颗粒的运送。

此外，该体系也带有电动颗粒加热器和备用加热器。当阳光缺乏或存在光伏风电的弃风弃光时，电动颗粒加热器（100kWel）发动。但是，在多云和无风的日子里，将选用运用可再生燃料（例如沼气、纤维素乙醇或可预见的可再生氢）的简略的燃烧器（800千瓦时）加热颗粒。因为此功用的运用受限，估计可再生燃料的总量将很小（<5％）。

“HiFlex体系具有多项优势，首要，具有高度的灵敏性，能够在彻底可继续的根底上为工业进程供给不同温度下的电和热。此外，以陶瓷颗粒方式存储剩余的能量还能够改进电网的安稳性并补偿电源动摇；与储电池等比较，陶瓷颗粒存储热量的本钱有效性更高。带有储能的光热发电可增加电力和热量的灵敏性，关于未来的动力供给至关重要，能处理风电或光伏发电等再生动力出产的热量和电力呈现的动摇性和间歇性。”DLR太阳能研讨所的Miriam Ebert表明。因为加热后的颗粒能够很容易地存储在保温罐中，因而可确保24/7的可再生电力供给或工业进程热量供给，例如钢铁出产或低温进程加热的意大利面制造。

图：欧盟HiFlex项目的中试项目

“HiFlex项目使咱们有时机尝试以立异办法为意面厂供给可再生动力，运用太阳能出产意大利面。”Barilla的健康、安全、环境和动力副总裁Luca Ruini说。