Halotechnics是早期的太阳能热启动公司和ARPA-E的接受者,已开发出两种用于储存太阳能的新材料,它们使用的是新型盐类,甚至是新型玻璃。
与迄今为止在太阳能热电厂中存储热量所使用的温度相比,这些技术可以提供更高的温度,因此它们可以在夜间发电。这将大大提高效率并降低太阳能热发电的成本。
这是第一次。虽然几乎每隔一天我们都会听到有关效率创新的信息,这些创新将降低PV太阳能的成本,但这是太阳能热能的一项重大创新。
与直接产生电力的太阳能光伏发电不同,太阳能发电产生的热量使蒸汽驱动的涡轮机运转。因此,与太阳能光伏发电不同,它具有夜间发电的潜力,因为热量是蒸汽轮机驱动的能量,因此它可以将几天的热量存储在熔融盐溶液中,以便以后根据需要进行分流。今晚高峰时段的灵活性是它相对(现在)便宜PV的优势。
改善储能将降低太阳能热电厂每千瓦时的发电成本,因为如果温度能够保持足够高,那么涡轮机和发电机可以发电更多小时,更便宜。能够在更高的温度下存储能量是降低太阳能成本的关键,而这正是Halotechnics的先驱。
“要达到或接近该6美分的目标,您必须使用更高温度的系统,”位于科罗拉多州Golden的国家可再生能源实验室集中太阳能计划的经理Mark Mehos说。Mehos说:“当今的商用系统限制在大约565°C,这就是熔融盐塔设备。”“塔架和光学器件本身可能会遇到更高的温度,但现在盐温度限制了您的工作。”
Halotechnics是从化学筛选公司Symyx(现为Accelrys的一部分)中衍生出来的。这是其成功的关键,因为找到了可以提高太阳能存储热量的理想材料,Halotechnics使用这种高通量化学筛选工艺能够梳理近18,000种混合物。结果是去年获得了ARPA-E赠款(330万美元)。
“如果没有出色的筛查能力,这是一个棘手的问题。这就是我们正在尝试的高通量技术。” Halotechnics首席执行官Justin Raade说道。
他们设计的材料,包括新的盐混合物以及新形式的熔融玻璃材料,可能对于使太阳能热电厂便宜,可靠,足以与化石燃料进行大规模竞争至关重要。
美国能源部的SunShot计划的目标是将太阳能成本降低到每千瓦时6美分。去年,该公司为该初创公司提供了100万美元的NREL分包合同,其目标是开发可在700°C的温度下运行的热能存储。
NREL的Mehos说,Halotechnics不仅达到而且超过了700°C的目标:他们的一种新型熔融玻璃材料可以在高达1200°C的温度下工作。
根据麻省理工学院的说法:
“这是一种玻璃,其在400°C的温度下熔化(典型的窗户玻璃在600°C的温度下熔化)并且可以在1200°C的温度下工作。它可以用来加热空气来驱动燃气轮机,而剩余的热量可以用来驱动蒸汽轮机,这与天然气联合循环工厂的做法很相似。使用现有的涡轮机设计,这种系统的效率大约为52%。(天然气联合循环电厂的效率可达到60%,但天然气在高于1200°C的温度下燃烧。)”
然而,在如此高的温度下操作将带来工程上的挑战,包括寻找相对便宜的材料来容纳极热的熔融玻璃。这项技术的商业化可能还需要很多年。
或者也许是时候通过18,000个组合搜索以设计出用于构建容器的完美材料了!
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