序言

小時(shí)候你肯定這樣玩過(guò)：

在天氣很好的時(shí)候，拿著一個(gè)放大鏡，然后地上放一張紙，這時(shí)太陽(yáng)光會(huì)透過(guò)放大鏡，很快就把下面的紙燒起來(lái)，原理其實(shí)很簡(jiǎn)單！

但是如果現(xiàn)在有1萬(wàn)多面鏡子會(huì)發(fā)生什么呢？

這就要說(shuō)道，在咱們中國(guó)甘肅敦煌的戈壁灘上，竟然有一座全是鏡子組成的發(fā)電站。

啥？鏡子也能發(fā)電？

對(duì)， 你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)！

那么問(wèn)題來(lái)了：

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？

鏡子發(fā)電站

甘肅敦煌那個(gè)鏡子發(fā)電站，它的全名叫做100兆瓦級(jí)熔鹽塔式光熱電站。

小鯨來(lái)劃重點(diǎn)了！ 熔鹽、 塔式！

熔鹽跟我們一般見(jiàn)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(lái)儲(chǔ)存熱能，進(jìn)而用來(lái)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(guò)程是這樣的:

首先在集熱塔周?chē)贾靡欢〝?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?/p>

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(guò)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。

其實(shí)，很多發(fā)電系統(tǒng)的最后一環(huán)就是“燒開(kāi)水”，核能、火電、地?zé)幔鼈冏詈蠖际峭ㄟ^(guò)蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

發(fā)電站鏡子技術(shù)

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(shuō)說(shuō)這個(gè)鏡子吧。

它的專(zhuān)業(yè)名詞叫做'定日鏡'。顧名思義，就是將太陽(yáng)光線(xiàn)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。

這些小鏡子按照5乘7的排列方式組成了一個(gè)凹面鏡，每塊子鏡后還帶有背板，它的作用是用來(lái)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(xiàn)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(lái)的光線(xiàn)比較遠(yuǎn)，而且不容易減弱。

那有人會(huì)問(wèn)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？

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(shuō)要求極高！

但是這對(duì)于勤勞聰明的中國(guó)人來(lái)說(shuō)，這都不是事！

1萬(wàn)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)。

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(wèn)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(shuō)到它使用了雙軸跟蹤技術(shù)。

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！

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！

熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng)

那到了夜晚沒(méi)有陽(yáng)光怎么辦呢？

不怕！沒(méi)有陽(yáng)光咱們可以進(jìn)行儲(chǔ)能。

這就要說(shuō)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)。

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(lái)的熔鹽，重新變成固體得到循環(huán)利用。

發(fā)電站成就

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)，是具有完全自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

它的建造，不僅解決了傳統(tǒng)電廠(chǎng)的限制，而且還可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電。

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？

小鯨舉個(gè)例子，以每戶(hù)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(hù)家庭一年的用電。

同時(shí)每年可以減排二氧化碳35萬(wàn)噸，釋放相當(dāng)于1萬(wàn)畝森林的環(huán)保效益，并且每年可以節(jié)約13萬(wàn)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。

感悟

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(shuō)是取之不盡用之不竭，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何破壞，是一種非常安全并清潔的能源。

同時(shí)利用太陽(yáng)能發(fā)電，也更有助于咱們國(guó)家的能源獨(dú)立和國(guó)家安全。要知道未來(lái)萬(wàn)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(shuō)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(wàn)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(shuō)相當(dāng)?shù)凝嫶螅?/p>

說(shuō)是外星人的杰作，估計(jì)都有人會(huì)相信！

最后小鯨不禁要感嘆下，這真是了不起的中國(guó)創(chuàng)造！