虽然太阳能是一种清洁能源,但其在生产稳定性、以及储能方案上,也存在着明显的不足。消费者最熟悉的锂离子电池,已经在大规模电网储能设施中有所使用,比如特斯拉为澳大利亚建造的全球最大储能设施。可惜锂资源相对难以获得,因而无法成为大规模推广的最佳选择。好消息是,麻省理工学院的研究人员,刚刚提出了一种“将太阳能储存在盒子里”的新颖解决方案。
熔融硅热储能系统的外形(图自:MIT)
这一设想,主要涉及将热量储存在熔融硅中。新系统全称为“热能电网存储-多结光电”(简称TEGS-MPV),核心部分为熔盐电池。
选择盐作为储能介质,也存在着一些问题,其在加热时会变得易腐蚀。MIT技术的趣味之处在于,若采用聚焦光线的形式来获取能量,成本会较电储能方案更加低廉。
首席研究员Asegun Henry表示,这项技术已经存在了一段时间。
人们一直认为它的成本,无法低到足以与天然气竞争。但在更高的温度下,其推动力会更显高效,最终降低成本。
在达到1000℉(538℃)之后,熔盐的腐蚀性会带来极大的影响。因此MIT团队想到了寻找另一种新材料,以实现更高的能量密度。
最终,研究团队选择了熔融硅来储能。其能够被加热到4000℉(2200℃),引导性也相当出色。
研究配图-热储能系统原理
TEGS-MPV系统包含了两个高度隔热的储罐,它们由石墨制成、款33英尺(10米)。其中一个罐子可以保存温度相对较低(3450℉/1900℃)的液态硅。
在需要加热的时候,液态硅可从一根由外部能源加热的管路中泵出。温度较高的液态硅(4350℉/2400℃),可储存到另一个罐中。
研究团队称,这样一套TEGS-MPV系统,能够为大约10万个家庭供电。理想情况下,它可以储存风能、太阳能等清洁可再生能源。
系统设计几乎可以在任何地方部署,而且价格相当实惠——大约是抽水电站的一半(水泵成本很高)。
为防止熔融硅与石墨罐体发生腐蚀反应,研究团队特地制作了一个测试用的迷你原型。
结果表明,在满载加热到3600℉(1980℃)后一小时,确实能够与石墨发生反应、并形成碳化硅。
不过你我不必担心,因为这层碳化硅并不会对罐体造成破坏,而是实际上创造了一层薄薄的保护层。