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在中國(guó)甘肅敦煌的戈壁灘上,，有一座全是鏡子組成的發(fā)電站。
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鏡子發(fā)電站它是怎么工作的,？ 這里面用到了啥科技？ 它的制造難點(diǎn)在哪,？ 甘肅敦煌鏡子發(fā)電站,，全名叫做100兆瓦級(jí)熔鹽塔式光熱電站。 劃重點(diǎn)了,！ 熔鹽,、 塔式！ 0 x `& c$ G" C5 ~6 T8 ~3 Y
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熔鹽跟我們一般見到的鹽不一樣,，它是液態(tài)的鹽,，是一種可以高溫傳熱，蓄熱的介質(zhì),。用這種鹽來儲(chǔ)存熱能,，進(jìn)而用來發(fā)電，成本是非常低的,。 "塔式"是因?yàn)樗虚g有個(gè)集熱塔,。 這個(gè)發(fā)電站的工作過程是這樣的: 首先在集熱塔周圍布置一定數(shù)量的鏡子，集熱塔作為吸熱器的承載基礎(chǔ),，鏡子作為太陽(yáng)能的接受者,，然后鏡子將太陽(yáng)光反射到集熱塔頂?shù)奈鼰崞魃稀?/font> * \ Y: H5 `4 z; A, a$ `
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液態(tài)熔鹽流經(jīng)吸熱器的管道并吸收熱量，并由這些攜帶熱量的熔鹽,，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)與水做熱交換,，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽,，從而推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 ' J( U5 m8 m( M& S- G, g
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其實(shí),，很多發(fā)電系統(tǒng)的最后一環(huán)就是“燒開水”,，核能、火電,、地?zé)�,，它們最后都是通過蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。 別看"鏡子發(fā)電站"的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，但是里面的科技含量可不低哦,！ 咱們就說說這個(gè)鏡子吧。 它的專業(yè)名詞叫做"定日鏡",。顧名思義,，就是將太陽(yáng)光線反射到固定位置的光學(xué)裝置。 整個(gè)光熱電站就有12000多面定日鏡,，并且一面大的定日鏡,，其實(shí)是由35個(gè)3.3平米的小鏡子組成。
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這些小鏡子按照5乘7的排列方式組成了一個(gè)凹面鏡,，每塊鏡子后還帶有背板,，它的作用是用來進(jìn)行支撐以防止鏡子變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚集和光斑控制要求,。 為什么是凹面鏡,，而不是我們平常使用的平面鏡呢？ 凹面鏡會(huì)使得平行光束匯聚,，進(jìn)而將光線所攜帶的能量集中,。 仔細(xì)想一下，手電筒就采用了凹面鏡,，所以射出來的光線比較遠(yuǎn),，而且不容易減弱。 那有人會(huì)問了,，這么多鏡子是如何保證能精準(zhǔn)將光斑投射到吸熱塔上呢,？
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要知道發(fā)電站的鏡場(chǎng)半徑長(zhǎng)達(dá)1500米，這意味著最外端的定日鏡,，必須得在1500米外精準(zhǔn)地將光斑投射到吸熱器上,。 可以說要求極高！ 1萬多個(gè)定日鏡,，除了弧度不相同以外,，還用到了一種秘密武器，它就是減速機(jī)。 ! U7 t4 v, [/ h9 P J' R
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這玩意常用于工業(yè)機(jī)器人以及醫(yī)療機(jī)器人等對(duì)精度要求極高的領(lǐng)域,。裝備了減速機(jī)的定日鏡,，你可以理解為一個(gè)可以精確控制的機(jī)器人。 對(duì)了,，咱們現(xiàn)在可以生產(chǎn)精度達(dá)到了驚人的0.6毫弧度的減速機(jī),，這樣可以使定日鏡更容易精準(zhǔn)聚光，而這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)幾乎達(dá)到了目前機(jī)械加工工藝的精度極限,。 另外一個(gè)問題,，這么多鏡子是如何精準(zhǔn)地跟蹤太陽(yáng)，并最大程度得收集陽(yáng)光呢,？ 這就要說到它使用了雙軸跟蹤技術(shù),。 7 H' {6 z( n% J
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這種技術(shù)可以讓每一塊鏡子，都能夠自動(dòng)跟隨太陽(yáng)的位置變化,，從而改變自己的位置和角度,，并找到最佳的折射角度。 聚焦精度可達(dá)到0.03度至0.05度,，從而可以最大程度得收集陽(yáng)光,，使反射光射向中間的吸熱塔匯聚。 這么多面鏡子照在一個(gè)點(diǎn)上,，可想而知,，吸熱塔里面溫度得有多高！
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同時(shí)這些鏡子除了要有超高的精度以外,，還必須能經(jīng)受風(fēng)沙和冰雹的侵襲,。要知道戈壁上的天氣多變，風(fēng)沙那是常有的事情,。怎么能保證鏡子不被損壞，也是很考驗(yàn)技術(shù)的事情,！ 那到了夜晚沒有陽(yáng)光怎么辦呢,？ 不怕！沒有陽(yáng)光咱們可以進(jìn)行儲(chǔ)能,。 這就要說到熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng),。 它包括一座290攝氏度的冷鹽罐、一座565攝氏度的熱鹽罐和一套蒸汽發(fā)生系統(tǒng),。 + q5 @ f8 k6 a# ]: {9 @+ `& g
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系統(tǒng)工作時(shí),，先利用熱鹽泵將熱鹽罐內(nèi)的熱熔鹽，打入蒸汽發(fā)生系統(tǒng),。與水進(jìn)行熱交換后降溫成為冷熔鹽,，回到冷鹽罐。 水在吸收了熔鹽的熱量后，成為高溫高壓的水蒸氣從而推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,。而冷卻下來的熔鹽,，重新變成固體得到循環(huán)利用。 值得一提的是,，這個(gè)鏡子發(fā)電站,，是由北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司，自主設(shè)計(jì)研發(fā),，并投資30億元建設(shè),，具有完全自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 它的建造,，不僅解決了傳統(tǒng)電廠的限制,，而且還可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電。
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截止到目前,，它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了最大負(fù)荷發(fā)電,，年設(shè)計(jì)發(fā)電量3.9億度。 這是什么概念呢,？ 舉個(gè)例子,，以每戶家庭每天平均用電量12點(diǎn)24度，每年4468度為例,，僅僅是一個(gè)光熱發(fā)電塔每年產(chǎn)生的電量,，就可以保證87000戶家庭一年的用電。 " e5 b `: _: Y& A. e
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同時(shí)每年可以減排二氧化碳35萬噸,，釋放相當(dāng)于1萬畝森林的環(huán)保效益,，并且每年可以節(jié)約13萬噸的標(biāo)煤量。 它的成功建成,，不僅是目前中國(guó)乃至亞洲裝機(jī)容量最大的光熱電站,，也是全球單機(jī)聚光面積最大、吸熱塔最高的塔式光熱電站,。同時(shí)也標(biāo)志著,，中國(guó)成為世界上少數(shù)掌握百兆瓦級(jí)光熱電站技術(shù)的國(guó)家之一。 大家都知道太陽(yáng)能是可再生能源,。 與傳統(tǒng)化石燃料相比,，它最大的特點(diǎn)就是不會(huì)枯竭，可以說是取之不盡用之不竭,，對(duì)環(huán)境沒有任何破壞,，是一種非常安全并清潔的能源。 ( p3 Z) [2 w0 T5 ^% Y) z. T
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同時(shí)利用太陽(yáng)能發(fā)電,，也更有助于國(guó)家的能源獨(dú)立和國(guó)家安全,。要知道未來萬一有戰(zhàn)爭(zhēng)，一個(gè)國(guó)家的能源多少是考驗(yàn)戰(zhàn)爭(zhēng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。 此次甘肅敦煌的熔鹽塔式光熱電站,，可以說是對(duì)太陽(yáng)能利用的獨(dú)特創(chuàng)新,。 據(jù)相關(guān)資料顯示，整個(gè)電站的反射鏡面積有140多萬平方米,，相當(dāng)于200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的大小,。 這面積可以說相當(dāng)?shù)凝嫶螅?/font> 真是了不起的中國(guó)創(chuàng)造！ | 
發(fā)表于 2021-5-4 14:05:44
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