做客嘉宾:张剑寒,中科院电工所中国延庆光热电站项目参与人。
陈征,博士、北京交通大学物理教师。
(备注:讲座视频可循环播放)
透视新科技——光热电站
讲座内容:
各位好,欢迎收看我们今天的《透视新科技》!我是主持人胜春。太阳每天都会释放出巨大的能量,据研究表明,太阳每照射到地球上一秒钟,释放的能量相当于上百万吨(千千克)煤燃烧后释放的能量,所以科学界一直在研究如何更好地利用太阳能?今天的节目,我们先通过一段短片来进入我们要探讨的内容。在甘肃敦煌荒凉的戈壁滩之上,有一片一万多面镜子组成的壮观“镜子群”,在阳光的照耀下闪闪发光。在它们的环绕之下,一座高塔巍然屹立其中,这是亚洲最大光热电站,也是中国首个百兆瓦级的国家太阳能热发电示范电站,2018年落地建成,被人们形象地称为“超级镜子”,在给千家万户提供电力的同时,它新奇的造型也吸引着无数游客前来驻足游览,激起了人们无限的好奇,这么一大片镜子是怎么发电的?这样的发电站又有什么独特之处呢?好,短片过后,欢迎回到我们的演播室当中。首先,我们给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾,在我左手边的这位是中科院电工所中国延庆光热电站项目的参与人张剑寒。主持人好!观众朋友大家好!另外一位,是北京交通大学的陈征老师,欢迎您!我们的老朋友了。主持人好!观众朋友们大家好!两位还是先给我们介绍一下什么是光热发电?
刚才张老师已经介绍了,这个超级镜子是干什么的呢?它是拿来聚光,然后利用太阳光的热去驱动发电的。其实我们小的时候,我相信至少绝大多数男同学都干过这样的事,拿着小镜子反太阳光,然后有时候还被老师罚站,那这样的事情我们都玩过。我们要用太阳光发电,这个时候我当然就要,把很多的太阳光都利用起来,可是太阳光每平方米上就那么多,我需要把大量的太阳光收集起来的时候,我就需要铺到处都是镜子,组成一个列阵,像一个整齐的方阵一样。然后,通过这种若干个小镜子,大家相互配合,就像我们全班同学一人拿一个小镜子,然后站在操场上,把太阳光反向同一个点,那这个时候就把太阳光突然聚集得非常强,照在一个点上。我们可以想象一下,我们在一平方米的这个地面上,太阳从天上照下来,我们管它叫一个太阳。如果我们镜子反射太阳光以后,和(一个)太阳同样的光强,这时候我们就叫两个太阳。再用镜子反光,还反光到同样的地方,这时候我们就叫三倍太阳。那成千上万面镜子,同时反光到一个地方以后,就好像几千或者几万个太阳,同时照到我们这个地方一样,我们这个叫太阳倍数。
我们现在就是我们整个那个实验园区在冬天的采暖,我们都是用我们太阳能热发电收集来的热能进行采暖,这样的话我们园区的电费,冬季采暖的电费,那就大大地下降了。而且我们还和我们园区周围的其他单位也有沟通,我们园区旁边有一个村子,还有一个飞机场,我们正在跟他们联系,在冬天的时候,我们争取把我们收集来的热能提供给他们进行采暖。我们还有一个技术,就叫太阳能水电联产技术,这个也是用我们的余热来进行海水淡化或者苦咸水淡化。我们可以知道这种海水,我们把它加热到100(摄氏)度以上,这时候水就变成水蒸气,然后在冷凝就变成了淡水。但实际上我们这个热发电,从汽轮机组出来这个水的温度,达不到100(摄氏)度,那怎么办?我们想用的办法就是抽真空,比如说我们就在这个青藏高原,青藏高原上那个水的沸点,实际上是八九十(摄氏)度就沸腾了。大气压越低,那我这个沸点就越低,这样的话,我们就可以把海水放到一个真空装置里头。它的沸腾温度符合我们汽轮机出水的这个温度,这样就可以产生淡水。
东南沿海地区,这个土地价格比较贵,没法建设我们太阳能热发电站,但是在新疆,如果我们找到一个有咸水湖的地区,这样我们在旁边建一个光热电站,我们就可以把旁边的咸水湖里的咸水通过水电联产的方式产生淡水,这个淡水,我们就可以用来种植大棚里的蔬菜。比如说西红柿、黄瓜,各种蔬菜和花卉,带来一个环境的效益。如果以后这个技术发展到更高阶段以后,那实际上我们就可以把咸水湖周围的水全部变成淡水,我们咸水湖周围,就变成了一个沙漠中的绿洲。这个技术未来我觉得还可能,比如说为我们“一带一路”做一些贡献,因为从刚才张老师的描述看,中东地区有海,有沙漠,有太阳,特别适合这个技术。我们还有一种技术叫光煤互补技术,就是我们把收集来的太阳的热能直接接入我们燃煤电站的发电系统回路里,这样的话,我们就给燃煤电站作为一个补充,降低燃煤的消耗,这样还有一个好处,就是提高我们太阳能资源的利用率。比如说我们有太阳的时候少烧煤,太阳不好的时候多烧煤,我们这个太阳能资源,就一点都不会浪费。
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