用锂电池成本1/10的储热砖块,改造燃煤电站,实现全可再生能源电网

时间:2021-11-08 08:51来源:太阳能光热联盟
  一种新型的热储存材料,位于像乐高积木一样的等块中,可以将燃煤电站转换为完全无化石燃料的电站。
  这种非凡的积木一般的砖块,被命名为“可混晶隙合金(MGA)”,能够接收可再生能源产生的能量,廉价且安全地将其储存为热能,然后使用它来运行发电站的蒸汽轮机而不是燃烧煤。
  这种储热的砖块技术由纽卡斯尔大学(The University of Newcastle)获得专利,一支工程师团队花了多年,完善创新,以有效和实惠地存储热能。他们的解决方案- 20cm x 30cm x 16cm砖块 - 可以改装到退役的电站或引入现有的电厂,以帮助他们从化石燃料转变为可再生能源。MGA砖块可以像乐高积木那样堆叠,能够被添加或移除,以使系统容量扩大或减少,从而满足市场需求。
  点击视频观看MGA储热砖加工过程
  纽卡斯尔大学材料科学家和首席研究员Erich Kisi(埃里希 基斯)教授表示,这一创新可以使可再生能源作为可靠的基础电力 - 提供从化石燃料向可再生技术转换的解决方案,同时维护现有的基础设施和相关的劳动力。
  “我们的目标是为了填补在高峰期间产生的廉价和丰富的可再生能源与在白天或黑夜的任何时候能够存储和调度能量的能力之间的差距,以满足消费者的需求。”
Co-founders of MGA热能共同创始人Alex Post 博士和Erich Kisi教授
  “与受政策管制和控制的燃煤电力不同,可再生能源是一个挑战,因为它不太可预测,也不一致。电网是包括你在街道上看到的,连接到房屋和建筑物的电线杆和电线,不是为了接收与可再生能源相关的大型尖峰电力而设计的。" Kisi教授说。
  "重新设计整个电网比较简单,但成本太贵,所以我们创建了MGA作为能量存储解决方案,以与现有的基础设施联结。我们已经将可再生能源与电网规模兼容,以至于当没有太阳或风时,电网仍然可以提供电源。"
  在获得CP Ventures和澳大利亚政府部门的工业、创新和科技加速商业化资金近100万澳元的联合支持资金后,MGA热能团队正在建立一个基于NSW的制造工厂,将其模块化砖块的生产扩展到商业水平。
  Kisi教授表示,由于都是存储能量,人们经常将MGA块与电池比较,但MGA块远远便宜,更安全,持续更长时间,比电池更可扩展。
  “我们的砖块采用的是非常丰富,易于使用的起始成分,能够以非常低的成本生产,能适应所需的能量存储量 - 对于同等容量,它们是锂电池成本的10%,但却产生了相同的能量。” Kisi教授说。
  该砖块由无毒,100%可再循环材料制成,因此在危险环境中没有爆炸或燃烧的风险。 
  Kisi教授表示,存储热能的MGA砖块是由具有高导热率的材料制成,能量的来源可以直接从太阳中聚光吸热,也可以是电网上的多余电力、可再生能量,或来源于工业热量或废热。
  “MGA块由两个组件制成。当被加热以存储大量能量时,一个部件熔化,另一个作为矩阵,保持砖块以固体形式并嵌入熔化的颗粒中。该过程与在微波炉中加热的巧克力曲奇松饼( choc-chip muffin)类似。想象一下,矩阵是蛋糕组分,在加热时呈现在形状的一切,并迅速分布热量。另一种颗粒,由巧克力曲奇代表,通过固态到液态的相变熔化和存储热能。”
  “加热、储存能量,冷却和恢复能量的过程可以在MGA块中重复数千次。”
  MGA块不仅能够储存能量,还能加热水以形成蒸汽。
  “砖块可以设计有内部管或与其他热交换器相互作用,使得当水被泵入时,形成过热蒸汽。和传统的燃煤电站非常类似,蒸汽然后被用于推动汽轮机组做工发电。“Kisi教授说。
  MGA热能团队与瑞士E2S电力公司合作,设计了一种使用MGA块在欧洲改造和重新燃烧燃煤电站的技术。E2S为项目提供了广泛的电力工程专业知识,以及他们自己的专利知识产权和专有知识。
  一座电站的退役成本令人难以置信的高,因此他们的生命周期管理是一个巨大的挑战。Kisi教授说,MGA块是重新部署退役或搁浅的燃煤电站的机会,将责任转化为高价值资产。
  来源:纽卡斯尔大学网站 
  原文题目:The missing block to build an all-renewable electric grid(缺席的构建全可再生电网的砖块)

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