新技术使太阳能整夜工作

当前的热能存储系统依赖于每千克存储较少能量的材料，需要更多材料以更高的成本来满足能量存储要求。

现在，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的研究人员设计了一种廉价的热能储存系统，该系统将比现有的热系统小得多，性能提高20倍以上。

在DOE的SunShot计划的资助下，Argonne团队正在建造一个中等规模的高效潜热储能系统(LHTES)原型进行测试。SunShot计划是一项国家合作努力，旨在使无补贴的太阳能在2020年之前与其他形式的电力生产相比具有成本竞争力。

Argonne的热能储存系统依赖于“相变”材料，该材料在储存热能时会融化，并在重新冻结时释放能量-类似于电池中的充放电循环。

诸如岩盐(氯化钠)之类的廉价盐可以用作相变材料，但是由于盐的导热性差，它们在现有蓄热系统中的使用受到限制。

然而，ArgonneLHTES系统通过将它们与高导电性石墨泡沫结合在一起，极大地提高了这些盐的导电性。这种组合减少了构建系统所需的材料总量及其成本，同时使热能传输效率显着提高，并且仍能提供长达8至12小时的能量存储-这是典型的聚光太阳能存储之夜厂。

“相变材料往往具有低导电率但符合热能存储要求，”Argonne热机械技术集团负责人DileepSingh说。“高导电性石墨泡沫符合导电性要求，所以我们想：为什么不将两者结合起来呢?”

多孔石墨泡沫将盐捕获在孔隙中，促进快速熔化和冷冻。该团队证明了这种快速的相变随着时间的推移而持续。在构建和测试关于搅拌机大小的初始原型之后，该团队现在将原型尺寸扩大了50倍。

尽管仍然比全尺寸发电厂系统小，但中试规模的模块化系统将在今年秋季进行测试，并可在应用上扩展，例如在微电网上提供备用电源或存储来自其他能源的废热。该试验系统还将进一步改进用于估算性能和规划全尺寸系统设计的三维热模型。

“我们正在寻求将全尺寸发电厂系统发展为模块化系统，而我们今年正在建设的中试规模系统实际上可以用作全尺寸系统中的一个模块，该系统由堆叠的许多模块组成或组织起来，“阿贡机械工程师余文华说。“因此，我们将通过测试飞行员测量的性能特征可以直接反映发电厂系统的性能特征。”

全尺寸设计有望满足当前发电厂的需求，这些发电厂使用氯化镁作为存储介质，在约450至600摄氏度(850-1100华氏度)下运行蒸汽涡轮机。当先进的超临界二氧化碳涡轮机-比蒸汽涡轮机更有效但在700摄氏度(1300华氏度)的温度下运行-上线时，同样的设计可以与氯化钠一起使用。

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