石墨

mit新技术,使用液态硅来储能

发布时间:2023/10/24 13:42:12   
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该技术是使用液态硅的显热来储存能量的,在其充能过程中,冷罐中约℃液态硅通过硅泵打向热罐,在液态硅的流动过程中,使用电将这部分硅加热至℃,℃的硅流入热罐;在其放能过程中,热罐中约℃的硅通过硅泵流入石墨管中,由于流体的温度高,覆盖高温液态硅管道的钨薄片因高温发出光,系统中的多结光伏电池吸收这部分的能量产生电力对外输出,液态硅的温度降低到℃,流回至冷罐中。液态硅储能的基本原理系统中的主要部件的基本原理如下:硅储罐,用于储存液态硅的设备,储罐中直接与硅接触的部分为石墨,每块石墨长宽大约1m,石墨间使用螺栓和螺母连接,储罐共使用两层的石墨,可以使硅泄露的概率降低,使用的垫圈为柔性石墨垫圈。试验中的液态硅电加热,用于加热液态硅,液态硅从冷罐中打出来后,流入若干根平行的石墨管道,在这些管子的间隙插了一段段石墨棒,这些石墨棒通过电流,利用电流的热效应来发热,石墨棒的设计峰值温度为℃,石墨棒产生的热量用来加热石墨管道中的液态硅。多结光伏电池,用于将高温液态硅产生的光转变为电力,高温液态硅从热罐中打出来后,流入装配有多结光伏电池的发电系统中,覆盖高温液态硅管道的钨薄片因高温发出光,多结光伏电池吸收这部分光后产生电,输出系统外,由于多结光伏电池的耐温为40℃,在多结光伏电池内部有进口30℃的冷却水流过,用于冷却多结光伏电池。多结光伏电池泵和管道,用于为输送液态硅提供动力,目前的研究已经指出,可以使用陶瓷作为材料来输送℃的液体,但液态硅的温度达到了℃,所以泵还需要进一步的研发,输送液态硅的管道都为石墨材料。该技术主要有两方面的优点,首先该储能技术建设成本低廉,同时不需要特殊的地理环境,根据资料中初步计算数据功率成本约为美元/kw,能量成本约为36美元/kw,低于大规模水储能的美元/kw和60美元/kw。其低能量成本主要是因为其使用的储热介质硅有℃的高低温温差,同时比热也有1.8kJ/kg℃,以熔盐为比较,储热能力是熔盐的2.3倍,在功率成本方面,其发电系统主要是多结光伏板,包含一套冷却系统,系统原理上比较简单,成本也比较低。整体系统三维图在电电转化效率方面(输出的电与输入的电的比值),传统的储热系统最后产生电力通常都是通过汽轮机及发电机,其电电转化效率通常在30-40%,该技术中,应用多结光伏板,其电电转化效率可以达到50%,超过一般的储热系统。文章信息来源:ThermalEnergyGridStorageUsingMultijunctionPhotovoltaicsCalebAmy,HamidRezaSeyf,Myles.Steiner,DanielJ.Friedman,AsegunHenry

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