科學家造出“盒子里的太陽”來儲存可再生能源

來自麻省理工學院(MIT)的研究人員設(shè)計出一種新型的可再生能源儲存方法。這一儲存方法在概念上類似于一個懸掛在天空中為地球提供無限量能源的巨型球，因此人們將這一設(shè)備稱為“盒子里的太陽”。

就像太陽一樣，這個熱能網(wǎng)格儲存器-多結(jié)光伏設(shè)備(TEGS-MJP)也含有白熱硅，但這個布滿熔融硅的儲存器不能制造能源。不過，它可以儲存來自太陽能發(fā)電區(qū)和風力發(fā)電區(qū)的超額電力。

在需要釋放能量的時候，光伏管會捕捉特殊管道在泵送熔融硅時釋放出來的光能。繼而光能會被轉(zhuǎn)化為電力，輸入電力網(wǎng)中。

來自麻省理工學院的研究人員表示，與使用大量的鋰離子電池儲存太陽能和風能相比，“盒子里的太陽”系統(tǒng)是效率更高、成本更低的一種電網(wǎng)級儲能技術(shù)。研究人員還強調(diào)，與同等的水力電能儲存設(shè)備相比，這種TEGS-MJP設(shè)備僅消耗50%的成本。

“盒子里的太陽”是聚光太陽能發(fā)電的繼承者

“盒子里的太陽”繼承了其“祖先”——聚光太陽能發(fā)電的“血統(tǒng)”，研究人員試圖從太陽光中獲取更多能量。這個太陽能發(fā)電系統(tǒng)借助許多的鏡子來把光線反射至中心結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生電能;而非一排排的太陽能電池板。

這一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會吸收光線并將其轉(zhuǎn)化為熱能。它既可以立即把熱能轉(zhuǎn)化為電力，也能將熱能儲存起來、供后期使用。正好熱能比電力更好儲存。

該設(shè)備將熱能保存在內(nèi)含熔融鹽的儲蓄罐內(nèi)。這個不銹鋼容器的內(nèi)部溫度維持在1000華氏度。在提取內(nèi)存的能源時，液化鹽會流過熱能轉(zhuǎn)換器，熱能使水沸騰并轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽驅(qū)動渦輪，從而產(chǎn)生電力。

聚光太陽能這一概念的缺陷在于它不能在高溫下運行，在降低天然氣成本方面仍需進一步作斗爭。如果鹽的溫度超過1000華氏度，就會腐蝕不銹鋼儲蓄罐并引發(fā)事故。

在熔融硅中儲存熱能，將熱能泵出即可產(chǎn)生能量

由Asegun Henry帶領(lǐng)的麻省理工學院(MIT)研究團隊曾經(jīng)尋找能夠在更高溫下儲存熱能、且不會損壞儲蓄罐的替代介質(zhì)。在確定硅這一物質(zhì)之前，他們曾經(jīng)嘗試過一系列的液體金屬。

眾所周知，硅是用于制作半導體的材料，是地球上儲量最豐富的金屬。硅能夠承受超過4000華氏度的溫度，其耐高溫能力是熔融鹽的4倍。

接下來，研究人員需要一個能夠承受高溫熔融硅的泵。2018年，Henry的研究團隊宣布他們已經(jīng)成功研發(fā)出世界上最耐熱的泵。

TEGS-MPV這一概念結(jié)合了熔融鹽和高溫泵的優(yōu)點，形成一個更強大的熱能儲存系統(tǒng)。它可以儲存任何形式的可再生能源;當發(fā)熱材料產(chǎn)生電流時，它可以產(chǎn)生熱能。

一個“盒子里的太陽”就能為10萬戶家庭提供電力。據(jù)報道，這個設(shè)備可以應(yīng)用于任何地方，包括水源匱乏、靠抽水水力發(fā)電的地區(qū)。