沙漠溫度差發電

沙漠溫度差發電

沙漠溫度差發電就是利用沙漠地區的豐富的太陽能、廉價的土地和適當的工程技術獲得一定規模的電能(引出來利用)的事業。沙漠發電所開發的是可再生能源,它沒有污染,不消耗沙漠地區短缺的水,其能量來自太陽能。

介紹

(圖)沙漠溫度差發電沙漠溫度差發電
新疆有三十多萬平方公里的沙漠,那裡缺水,但是太陽能豐富。據計算中國40×10的4次方平方公里(km2)沙漠面積上每年得到的太陽能是2×10的21次方焦耳(J)。它大約折合每年700×10的8次方噸(t)標準煤。是中國21世紀初煤的年消耗量的40倍。如何利用塔里木盆地的太陽能這筆能源是現實問題。目前的太陽能電池發電的成本高,只能小範圍使用。需要探索太陽能發電的新途徑。
20世紀開發過利用海水溫度差發電技術(用於熱帶海洋),
(圖)沙漠溫度差發電沙漠溫度差發電
而暖季太陽光可以使沙漠地面溫度與附近空氣(或地面以下數米)溫度有數十度的溫度差,這種巨大的溫度差是太陽能的一種表現,恰當利用它也可以開發沙漠溫度差發電技術。20世紀80年代德國開發熱氣流發電技術已經成功,其成本比太陽能電池低很多,而沙漠、荒漠是利用這個技術的理想地區(土地幾乎沒有成本,而溫度差大)。只要把能源政策調整好,陽光下的新疆沙漠就可以變成能源新基地。

技術

(圖)沙漠景觀沙漠景觀
1、用大量太陽能板(電池)發電。這個辦法肯定可以,只是價格高,21世紀初每KW設備的成本約50000元人民幣,難大面積推廣。但是這種技術的成本遲早會降低到可以與火力發電競爭的程度。
2、沙漠溫度差發電。沙漠的熱容量小,太陽一曬溫度就升高,沙漠表層的溫度可以與空氣或者地下2-3米差20℃。沙漠裡大面積的溫度差如果配合上熱電偶(即兩種不同材料的金屬電線,直接插入沙漠表層和深層)就可以得到電力。而海洋里依靠海水溫度差發電已經在20世紀試驗成功。
3、太陽能氣流發電。由前聯邦德國的史蘭赫博士提出,20世紀80年代初,一座造型奇特的太陽能氣流電站拔地而起,其矗立在太陽能氣流電站中央的大“煙囪”,是波紋薄鋼板卷制而成的,其直徑達10.3米,高度達200米,總重量達200噸。在“煙囪”周圍是巨大的環形曲面半透明塑膠大棚。大棚的中央部分高8米,周邊處高2米,周長252米,這個龐然大物是在金屬骨架上安裝塑膠板而建成的,而汽輪發電機則安裝在“煙囪”的底部。
在太陽光的曝曬之下,大棚內空氣的溫度可比棚外高出20℃左右,由於空氣具有熱升冷降的特點,加之“煙囪”具有向外(向上)排風的作用,於是熱空氣在通過“煙囪”之後快速排出,以驅動安裝在“煙囪”底部的汽輪發電機進行發電。

方案

(圖)沙漠發電廠沙漠發電
沙漠發電的一個具體方案是熱氣流發電,下面是一些介紹:
熱氣流發電:由德國史蘭赫博士在1978年提出。20世紀80年代初,他在政府支持下使一座造型奇特的太陽能氣流電站在德國拔地而起,為利用太陽能開闢了新途徑。該太陽能氣流電站中央的大“煙囪”,由波紋薄鋼板捲成,直徑10.3m,高200m,重200t。在“煙囪”周圍是巨大的環形曲面半透明塑膠大棚。其中央部分高8m,周邊處高2m,周長252m,而汽輪發電機則安裝在“煙囪”的底部。
在太陽光下大棚內空氣的溫度可比棚外高出20℃左右,由於空氣具有熱升冷降的特點,加之“煙囪”具有向外(向上)排風的作用,於是熱空氣在通過“煙囪”之後快速排出,以驅動安裝在“煙囪”底部的汽輪發電機進行發電。這座太陽能氣流電站白天可發電100MW;在夜間棚內空氣依然很熱,足以發電40kW。其發電成本與核電相當。
太陽能氣流電站建造在陽光充足的沙漠地帶,其發電能力預計可達1000MW。而電站的“煙囪”需要高達1000m以上。而西班牙和澳大利亞策劃建更大的熱氣流發電廠。太陽能氣流電站的建成也為利用沙漠太陽能打開了新的思路。
以上方案在德國已經是事實,並且在西班牙、奧大利亞處於策劃階段。21世紀初在中國新疆也曾經達到定契約階段。但是後來(2005年)沒有兌現。

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