麻省理工學院的研究人員表示,他們的“盒子里的太陽”可以存儲來自太陽能和風能的多余能量,并根據需要將其送回電網。這將使城市不僅可以在太陽升起或風力很大時提供動力,而且可以全天候供電。
“盒子里的太陽”,正式名為TEGS-MPV,用于熱能網格存儲 - 多結光伏發電,將熱量儲存在白熱熔融硅的大型儲罐中。然后,它可以在需要時將發光金屬的光轉換回電能。研究人員估計,單個存儲系統可以使大約100,000個家庭的小城市完全由可再生能源供電。
“人們開始稱我們的概念是:盒子里的太陽。”負責該項目的機械工程師說。
“盒子里的太陽”將由一個由石墨制成并裝滿液態硅的大型,高度絕緣,10米寬的儲罐組成,保持在接近3,500華氏度的“冷”溫度。暴露在加熱元件下的一排管子然后將這個冷水箱連接到第二個“熱”水箱。當來自城鎮太陽能電池的電力進入系統時,這種能量在加熱元件中轉化為熱量。
新的存儲系統源于研究人員對聚光太陽能的需求,它利用大面積的巨大鏡子將太陽光聚集到中央塔上,在那里光被轉換成熱量,最終變成電能。
圖為塞維利亞附近Sanlucar La Mayor的一個太陽能公園
同時,液態硅被泵出冷水箱,并在通過暴露于加熱元件的管束時進一步加熱,并進入熱水箱,此時熱能現在儲存在約4,300F的更高溫度。當需要電力時,熱的液態硅 - 如此熱,以至于發出白光 - 被泵送通過一系列發出光線的管子。
被稱為多結光伏發電的專用太陽能電池然后將該光轉化為電能,可以將其提供給城鎮的電網。現在冷卻的硅可以被泵送回冷水箱直到下一輪存儲 - 有效地充當大型可充電電池。他們還估計,該系統的成本約為抽水蓄能電池的一半 - 這是迄今為止最便宜的電網規模儲能。
“技術很有意思的原因是,一旦你進行了聚焦光線以獲取熱量的過程,你可以比儲存電力更便宜地儲存熱量,”亨利說。集中的太陽能設備將太陽能儲存在裝滿熔鹽的大型儲罐中,該儲存罐被加熱至約1000華氏度的高溫。
當需要電力時,熱鹽被泵送通過熱交換器,熱交換器將鹽的熱量轉移到蒸汽中。然后渦輪機將該蒸汽轉化為電能。亨利的團隊尋找一種除鹽以外的介質,可以在更高的溫度下儲存熱量,并沉淀在硅上。 硅是地球上最豐富的金屬,可以承受超過4,000華氏度的令人難以置信的高溫。
去年,該團隊開發了一種可以承受這種起泡熱量的泵,并且可以想象地通過可再生存儲系統泵送液態硅,并且他們還 制造了一個微型石墨罐并用液態硅填充以測試該計劃。