7月8日,世界最大“鹽光互補”100萬千瓦華電天津海晶項目并網發電,2萬畝鹽田將實現每年15億度綠色電力。不久前有雅礱江上水光互補的好消息,現在又有鹽光互補。中國這是把互補光伏玩出花樣了。
在鹽光互補這里,光伏發電、水面制鹵、水下養殖三結合,充分利用了寶貴的近海海面資源。
光伏發電為水面制鹵讓路,光伏板間距增加到14米,減少遮擋。光伏板的角度也降低到17度。更加接近水平的角度減小對水面的投影面積,不僅降低對水面的遮擋,還利用了水面反光,提升發電效率5-7%。這里的光伏板是雙面的。淺海的顏色淺,反光強,太陽光也要壓榨兩次,一次制鹵,一次發電,太陽光的光權就哭去吧。
(資料圖)
水下溫度降低,依然有足夠的光照,有利于海水養殖。近海更是大大便利了收獲和直接運往市場。
但是,鹽光互補或許可以更進一步,將空氣取水結合進去。
空氣里是有水分的。在人煙稠密地區,典型空氣濕度在30-90%范圍。即使在沙漠里,空氣濕度也有20%??亢5纳衬諝鉂穸雀撸陨袃雀穹蛏衬拷谉岬募t海,水面蒸發強烈,空氣濕度高達64%。華北沒有數據,估計在炎熱、干旱的夏天也接近這個水平。
水面制鹵是蒸發過程,局部空氣更加濕潤。
問題是,水分在空氣里,不肯變成雨下下來。這就需要空氣取水技術了。
在30℃下,濕度100%的空氣含水是每立方米30.38克;在0℃下,每立方米空氣最多含水就只有約4.3克了。也就是說,把飽和空氣從30度冷凍到0度,就可以析出26.08克液態水。每立方米30度、20%相對濕度的沙漠空氣含水6克,冷凍到0度,也能析出1.7克。在沙漠里,如果進風量為360立方米/小時(相當于1米見方進風口0.1米/秒的風速),每天最多可從空氣冷凍中分離出14.69公斤的液態水。在海邊當然更多了。代價是耗電。
除了冷凍法,還有吸附-解吸法。簡單點說,就是在低溫空氣相對濕度較高時,將水份吸附在海綿上;然后升溫使得水份蒸發、脫離海綿,再自然冷凝就成為液態水。
冷凍法和吸附-解吸法利用濕度的特性:濕度只有在一定溫度范圍里最高,升溫和降溫都能去濕。兩者是否能構成聯合循環,用較少的能量增加空氣取水的效率,是一個有意思的問題。
重要的是:不能讓水面制鹵形成的高濕度空氣白白浪費了。這是太陽能把海水淡化的一半路走完了,人們接著把另一半路走完,改變華北缺水的狀態。同時,鹽場空氣除濕也是促進蒸發的。黃梅天悶熱,就是因為空氣濕度高,靠出汗的人體自然降溫機制不管用了;吐魯番盡管炎熱,樹蔭下就涼爽得多,因為汗“出得出去”。一樣的道理。
光伏還與海水蒸發循環自然吻合。白天光伏電力充足,水面蒸發強烈,正好收獲。晚上空氣濕度自然提高,那就用吸附-解吸法收獲。反正不能讓水跑了!
鹽是重要的化工原料,也是關鍵的食品添加劑。但鹽還可以作為熔鹽使用。熔融的鹽具有良好的流動性,但熱含量大大高于水或者其他常見的流體傳熱介質。用熔鹽作為傳熱介質是很有潛力的新技術,也是光熱發電的關鍵技術。
光伏直接將太陽能轉化為電能,這是現在太陽能的主流。但光伏天然受到晝夜循環的影響,儲能永遠是個大問題。光熱是太陽能的另一條路線,用太陽能加熱傳熱介質,受熱的傳熱介質本身可以在地下溶洞或者人造洞庫里儲存,在需要用電的時候泵出來作為熱源,加熱水以形成高壓蒸汽,通過常規的熱電發電。
光熱-熔鹽調峰是有用的電力調峰手段,用電熱-熔鹽調峰也是可以和抽水儲能相提并論的調峰手段。隨著光電、風電、潮汐、波浪發電的發展,電力調峰的要求越來越高,手段不嫌多,不受地理限制的手段更是多多益善,電熱-熔鹽恰好就是這樣的,建造要求和熱電廠相近,啟停速度限制還大大低于鍋爐,與燃氣輪機電站相當。
因此,鹽光互補大有可為,中國需要多多的鹽,多多的電,多多的水。這不像石油、天然氣、鈾,太陽面前,人人平等,眼下對中國更平等,呵呵。當然,多多的海洋水產也是來者不拒。
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