太陽能沙漏：基于光熱發電的奇幻設計
發布者：本網記者Crystal | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 5606查看 | 2014-11-11 18:03:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：2014年哥本哈根大地藝術發電計劃競賽（LAGI）的優勝者已經于今年10月份正式揭曉，榮獲本年度競賽第一名的為一個名為“太陽能沙漏”的建筑設計，其采用了聚光太陽能發電技術，在為城市創造了獨特的絢麗景觀的同時，其還可以年產7500MWh的綠色電能。
獲獎方案由阿根廷建筑師Santiago Muros Cortés設計，其獨特的設計巧妙融合了建筑美學和光熱發電的技術，受到了評審團的一致肯定，給其留下了深刻印象，最終拔得頭魁。該項設計從300多項入圍參賽方案中脫穎而出，這對于光熱發電行業而言也不得不說是一大利好信息。
作為本次競賽的第一名獲得者，Cortés也獲得了LAGI給予的15000美元獎金，LAGI項目鼓勵藝術家、建筑師、科學家和工程師設計公共藝術設施，并將可再生能源技術融入其中來推動綠色能源和建筑的結合及發展。今年設計競賽項目的地點位于哥本哈根的一個港口，其前身為一個造船廠，未來這里會成為綠色城市能源戰略的發展基地，獲獎的設計方案有可能被付諸實踐。
“不像那里的其他發電廠，太陽能沙漏自誕生之日起就將成為這個城市生活不可分割的組成部分，它能夠通過融合社會文化，將可持續性綠色發電的理念融入到人們每天的日常生活中去，從而使社會大眾對可再生能源技術有更直觀的認知和理解”。 Cortés說。
盡管這一榮獲第一名的方案也不能保證就可以投入實際建設，但這個非一般的創意決不會被抹殺，它將影響未來綠色建筑藝術的發展。事實上，LAGI也會將所有入圍的競賽方案打包整理后提供給世界范圍內所有致力于可持續性綠色發展的投資者，以加大這些方案變為現實的可能性。
“雖然一般觀點認為光熱發電項目的開發很大程度上取決于規模經濟效益，太陽能沙漏是塔類光熱發電技術的一種小規模化應用，但是光熱發電產業中仍存在一些成功的小規模化應用的案例，因此我們相信我們選擇的這個創意方案是可行的。”LAGI的聯合創始人之一Elizabeth Monoian表示。
二次反射塔式技術
太陽能沙漏采用的塔式技術源于二次反射的原理，全球首個基于二次反射原理的塔式光熱發電示范項目于2010年1月份在阿聯酋Masdar建成，裝機容量100kWth。目前世界范圍內仍有中國的上海晶電、MASDAR等機構在推進此項技術的應用。太陽能沙漏也被認為是一個基于二次反射原理、集熱器下置的小型塔式項目。
根據這項方案，一系列的定日鏡被安裝在沙漏上表面，定日鏡反射陽光將太陽光聚焦到一個錐形的二次反射鏡上，這個二次反射鏡再將光通過沙漏漏斗反射至沙漏底部的集熱器上，集熱器、儲熱設施以及發電系統都被置于下層沙漏的表面內部，從外觀上來看你完全難以猜到里面竟然安裝了儲熱和發電系統。
在上層沙漏表面組成的類似拋物線形的定日鏡陣列通過反射陽光，將聚集后的光能投射至下方的集熱器中，帶有光能吸收涂層的集熱器可以最大限度的將其吸收的熱量傳遞給傳熱介質熔鹽，高溫熔鹽融化后溫度可繼續上升到600度以上，其再與水換熱，將水轉化為蒸氣，進而推動發電機運轉發電。
由于下層沙漏近乎封閉，其產生的水蒸氣很少會返回到沙漏上層，所以被聚集后的太陽能光束對公眾來說變得可見。這樣，這套同時作為藝術景觀的建筑就可以向公眾傳達出更具震撼力的信息：我們還有時間做一些事情讓環境更加美好。這個系統設計安裝1960平方米的拋物線形定日鏡場，其能夠集中足夠的熱量來驅動6.2MW的發電機組，年均生產出7500MWh的綠色電能。
但是，要將該設計思路推向實際應用，最大的實際問題就是：建設這樣一個工程是一件容易的事嗎？
專家眼中的太陽能沙漏
德國卡塞爾大學熱能工程學院的研究員Steven Meyers一直致力于將光熱技術與工業生產結合起來的研究，他認為，“太陽能沙漏是二次反射塔式技術以及光熱發電技術的一個有趣的應用設想。單就美學而言，它看起來非常光滑和時髦，看起來我們當然不會和發電廠聯系起來，其可以作為光熱發電技術應用的一個有趣的標桿。”
作為馬斯達爾能源和納米科學實驗室的前任研究工程師，Meyers與馬斯達爾此前建設的那個二次反射塔式示范系統有直接關系。但是，當他看到Cortés的方案的技術層面時，Meyers提出了幾個問題，這些問題是他的團隊在馬斯達爾研究該技術時所遇到的，而且這些問題很有可能在太陽能沙漏計劃的實施中遇到。
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