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研究人員探討聚光型太陽能發電的材料限制

上網時間: 2012年07月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:太陽能  電力  發電  parabolic trough 

據瑞典查爾默斯理工大學(Chalmers University of Technology)的一項研究顯示,由於聚光型太陽能發電(Concentrating Solar Power, CSP)不受材料限制,因此理論上來說,該技術至少可建造出可供給全球電力需求五倍的太陽能發電廠。

該報告收集了來自現有弧型集熱槽(parabolic trough)發電廠,以及最先進的塔式太陽能發電廠(tower plant)的資料,針對CSP技術的大規模應用提供了潛在的材料限制評估。

一般情況下,CSP所需的材料都是很常見的。然而,業界仍必須考慮到一些問題,其中一大關鍵就在於,目前用於反射表面的銀,在未來幾十年內可能面臨短缺危機。CSP反射鏡製造商可能要尋求其他的反射面材料,包括鋁在內,以確保證成本競爭力。

若CSP持續成長,甚至成為全球主要的電力來源,屆時對硝酸鹽(NaNO3 和 KNO3)以及鋼合金(鈮、鎳,鉬)等的需求也會大幅提升。假設該技術可獲得大量採用,CSP將可望在2050年達到每年8,000TWh,該研究還指出,這些太陽能發電廠每年消耗的硝酸鹽也將佔當前硝酸鹽產量的50%~120%,另外,對包括玻璃、鎳、鎂、鉬等常見材料的消耗量也將達5%~15%。

“弧型集熱槽發電廠通常使用大量的混凝土和鐵,而小型定日鏡塔廠(heliostat tower plants)對鋁和不?鋼的使用量則較大,”查爾默斯理工大學的Erik Pihl表示。“即使弧型集熱槽發電廠的儲存時間較短,但它所需的每MW熔鹽也比受鹽式(salt-receiver)塔式發電場要多。這意味著弧型集熱槽發電廠似乎會比塔式發電廠更可能面對熔鹽生產瓶頸,除非能夠採用其他的儲存技術。

Pihl表示,隨著我們更高蒸氣溫度轉移,加上不斷提高發電廠效率,他預計發電廠對材料的需求將逐步減少。而短期內,重點應該放在能在反射鏡中取代銀的材料發展,並增加硝酸鹽的生產上。


西班牙PSA太陽能熱發電站(Plataforma Solar de Almeria)的弧型集熱槽式集熱器。 圖片來源:查爾默斯理工大學

編譯: Joy Teng

(參考原文: Study assesses material constraints for concentrating solar power ,by Anne-Francoise PELE)





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