麻省理工学院的研究人员表示,他们的“盒子里的太阳”可以存储来自太阳能和风能的多余能量,并根据需要将其送回电网。这将使城市不仅可以在太阳升起或风力很大时提供动力,而且可以全天候供电。
“盒子里的太阳”,正式名为TEGS-MPV,用于热能网格存储 - 多结光伏发电,将热量储存在白热熔融硅的大型储罐中。然后,它可以在需要时将发光金属的光转换回电能。研究人员估计,单个存储系统可以使大约100,000个家庭的小城市完全由可再生能源供电。
“人们开始称我们的概念是:盒子里的太阳。”负责该项目的机械工程师说。
“盒子里的太阳”将由一个由石墨制成并装满液态硅的大型,高度绝缘,10米宽的储罐组成,保持在接近3,500华氏度的“冷”温度。暴露在加热元件下的一排管子然后将这个冷水箱连接到第二个“热”水箱。当来自城镇太阳能电池的电力进入系统时,这种能量在加热元件中转化为热量。
新的存储系统源于研究人员对聚光太阳能的需求,它利用大面积的巨大镜子将太阳光聚集到中央塔上,在那里光被转换成热量,最终变成电能。
图为塞维利亚附近Sanlucar La Mayor的一个太阳能公园
同时,液态硅被泵出冷水箱,并在通过暴露于加热元件的管束时进一步加热,并进入热水箱,此时热能现在储存在约4,300F的更高温度。当需要电力时,热的液态硅 - 如此热,以至于发出白光 - 被泵送通过一系列发出光线的管子。
被称为多结光伏发电的专用太阳能电池然后将该光转化为电能,可以将其提供给城镇的电网。现在冷却的硅可以被泵送回冷水箱直到下一轮存储 - 有效地充当大型可充电电池。他们还估计,该系统的成本约为抽水蓄能电池的一半 - 这是迄今为止最便宜的电网规模储能。
“技术很有意思的原因是,一旦你进行了聚焦光线以获取热量的过程,你可以比储存电力更便宜地储存热量,”亨利说。集中的太阳能设备将太阳能储存在装满熔盐的大型储罐中,该储存罐被加热至约1000华氏度的高温。
当需要电力时,热盐被泵送通过热交换器,热交换器将盐的热量转移到蒸汽中。然后涡轮机将该蒸汽转化为电能。亨利的团队寻找一种除盐以外的介质,可以在更高的温度下储存热量,并沉淀在硅上。 硅是地球上最丰富的金属,可以承受超过4,000华氏度的令人难以置信的高温。
去年,该团队开发了一种可以承受这种起泡热量的泵,并且可以想象地通过可再生存储系统泵送液态硅,并且他们还 制造了一个微型石墨罐并用液态硅填充以测试该计划。