光熱發(fā)電因伴有儲熱系統(tǒng)而具備了可持續(xù)穩(wěn)定與可調(diào)度供電的核心競爭優(yōu)勢，美國能源部SunShot計劃提出到2020年實現(xiàn)6美分/kWh的光熱發(fā)電成本目標(biāo)，其中對儲熱系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)為15美元/kWhth。而目前的實際成本仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這一目標(biāo)值，如何更快地降低儲熱系統(tǒng)的成本是光熱發(fā)電行業(yè)須著力突破的關(guān)鍵一環(huán)。

　　除了目前常見的熔鹽儲熱技術(shù)，更多新型的低成本儲熱系統(tǒng)方案被提出并開始逐步推向?qū)嶒灪褪痉厄炞C。美國佛羅里達(dá)大學(xué)研發(fā)的膠囊式相變儲熱系統(tǒng)就是一種獨特的新型儲熱解決方案。據(jù)稱，采用該技術(shù)可以大大削減儲熱成本。記者為此采訪了Verdicorp中國區(qū)代表北京百富麗科技有限公司總經(jīng)理佟光華。

　　佟光華表示，該儲熱技術(shù)采用膠囊式包裝熔鹽以實現(xiàn)相變儲熱。之所以采用這種膠囊結(jié)構(gòu)，是為了解決傳統(tǒng)熔鹽儲熱系統(tǒng)投資成本高及有腐蝕性的問題。首先，熔鹽的優(yōu)勢是價格低廉，來源普遍，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，導(dǎo)熱系數(shù)與載熱容量高。但是考慮到熔鹽儲熱系統(tǒng)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，同時目前采用的雙罐系統(tǒng)也使得熔鹽儲熱系統(tǒng)的投資較為高昂。儲熱系統(tǒng)的投資是光熱發(fā)電站僅次于光場的第二大類別。削減熔鹽儲熱系統(tǒng)高昂的投資成本，可大幅降低光熱發(fā)電的度電成本。

　　相變?nèi)埯}是一種具有特殊感光性和可快速充放熱的具有特殊導(dǎo)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(jù)實際的運行溫度需要選擇材料配比。將這種相變材料封裝于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，并可采用價格更為低廉的單罐設(shè)計。

　　對于該儲熱球的制造和封裝工序，研究人員首先采用液壓機(jī)將這種粉狀相變蓄熱材料壓縮，然后用一種低成本、可硬化并具有高滲透率的聚合物涂布將壓縮后的相變材料包裹起來，再通過加熱工序，使相變材料膨脹，聚合物涂布膨脹將空氣逼出材料球內(nèi)，形成真空。再通過放熱過程，相變材料在球體內(nèi)由外向內(nèi)冷卻成為固態(tài)，因空氣在加熱過程中被逼出，中心部位形成真空狀態(tài)，然后采用電鍍或高溫?zé)Y(jié)技術(shù)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制造過程

　　而之所以將儲熱球進(jìn)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(nèi)部會因融化而膨脹，造成內(nèi)部壓力升高，可能會對球體造成損壞，真空處理后球體內(nèi)部就預(yù)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。