藏在“鏡子”里的發(fā)電站

平面鏡可以幫我們整理裝束和面容，凸面鏡讓物體看起來變小，凹面鏡讓物體看起來放大。那么，如果說鏡子還有一個不尋常的作用——發(fā)電，你能相信嗎？

敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站，由35面凹面鏡、12000多面定日鏡匯聚而成，可以聚集并精準(zhǔn)反射太陽光線。這就是我們要探尋的“秘鏡基地”。

那么，這些鏡子究竟是如何發(fā)電的呢？人們是不是聯(lián)想到小時候拿著鏡子反射太陽光線？沒錯，你已經(jīng)猜中了一個開頭。其實，完成這個過程需要追光、吸熱、發(fā)電、循環(huán)等4個環(huán)節(jié)。

探尋“秘鏡”背后的科學(xué)

利用太陽光線，首先要選擇一個日照條件好的地方。甘肅敦煌是中國太陽輻射量最高的區(qū)域之一，太陽能年輻射量是全國平均水平的1.28倍。

地方選好了，怎樣把光照變成電呢？我們需要建一座高聳的吸熱塔，塔頂安裝熱吸收裝置，吸熱器里儲存了大量的熔鹽。這種鹽可不是我們平日吃的鹽，而是一種工業(yè)鹽，它具有熔點低、儲熱強(qiáng)、還不貴的特點。接下來，12000多面定日鏡以同心圓狀圍繞著吸熱塔，一起將陽光匯聚在塔頂?shù)慕邮諜C(jī)上，并且每一面定日鏡都像一朵巨大的向日葵，可以跟隨太陽自動調(diào)整鏡面角度，使反射光精準(zhǔn)射向吸熱器。

當(dāng)光線聚焦到吸熱器上時，熔鹽會被加熱到攝氏600多度，就會融化成液態(tài)流入下方的熱鹽罐中。當(dāng)需要發(fā)電時，我們就把熱鹽罐中熔鹽和水箱中的水一起打入蒸汽發(fā)生器。水在吸收熔鹽的熱能后變成高溫高壓的水蒸氣，驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電，也就是我們熟知的“燒開水”發(fā)電。

最后，釋放熱能的熔鹽回到冷鹽罐，再重新返回頂部的吸熱器中，等待下一輪發(fā)電。這就是“鏡子”發(fā)電的全過程，其實它是利用鏡子來實現(xiàn)光熱發(fā)電。

光熱發(fā)電具有獨特優(yōu)勢

光熱發(fā)電具有清潔、穩(wěn)定、高效的優(yōu)勢。它完全利用太陽能，不需要消耗煤炭、石油等化石能源，重要的是熔鹽和水資源還能重復(fù)利用。同樣是發(fā)一度電，光熱發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳幾乎是目前所有主流發(fā)電方式中最低的，僅為火力發(fā)電的1/50，光伏發(fā)電的1/6。

像風(fēng)力發(fā)電，產(chǎn)生的電量也會隨風(fēng)力大小波動，而光伏發(fā)電，就要看天吃飯，到了夜晚更是無法發(fā)電。那么，光熱發(fā)電如何突破新能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動性呢？答案就在可以儲熱的熔鹽儲罐中。它就是光熱發(fā)電的“蓄電池”“充電寶”，在沒有太陽光熱的時候可以從熔鹽罐中提取熱熔鹽來“燒開水”，實現(xiàn)24小時可持續(xù)發(fā)電，即便到了晚上，“秘鏡基地”還可以滿負(fù)荷發(fā)電11個小時。

2019年6月，“秘鏡基地”已實現(xiàn)滿負(fù)荷發(fā)電，年設(shè)計發(fā)電量3.9億度，相當(dāng)于可以保證我們現(xiàn)在所處的海寧市所有家庭半年的用電量。

這就是我們今天所探尋的“秘鏡基地”，也是目前全球聚光規(guī)模最大、吸熱塔最高、建設(shè)周期最短、可24小時連續(xù)發(fā)電的光熱電站——敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站。作者：林煒煒

來源： 科普時報