陽能熱塔式發電效率增！受惠於新型傳熱介質和空氣壁

編譯／高晟鈞

太陽能發電的運行效率，除了與太陽能模塊的材料有關；其他像是，接收器耐熱度與熱對流損失也會影響其效能。

弗勞恩霍夫太陽能係統研究所 ISE 和工業合作夥伴的 HelioGLOW針對以上兩個部分，開發出了一種新型陶瓷傳熱介質合用於接受器隔熱的空氣壁（Air Wall）。

傳統的太陽能塔以熔鹽作為導熱介質，但當溫度高於600度時，鹽的腐蝕性會造成設備損壞。HelioGLOW使用新的固態傳熱介質，一種新型陶瓷接收器元件，可以在超過1,000度下運行，大大提高了效率。該元件是由具有高儲熱能力的無腐蝕性環保材料製成，具有成本效益。這種新形態的接受器具有更好的耐熱度，消除了傳統管式接收器的傳熱阻力與通量密度限制。可以產生更高的溫度，具有更好的穩定性，可以降低太陽能發電的成本。

而在面對熱對流損失時，來自接受器上的熱量會在流過接受器時傳遞給環境較冷的空氣，而這也意味著當溫度高，且太陽輻射濃度高時，效率反而會降低。一般而言，通過石英隔離板來分離不同的風量，但是這種玻璃板並沒有太陽能發電塔需要的尺寸。於是研究團隊透過在接受器上安裝一個空氣噴嘴，利用其產生的空氣牆，來分隔不同的空氣量。根據實驗結果，安裝空氣噴嘴的接受器，可以減少約30%的熱對流損失。

Fraunhofer ISE的團隊隨後基於以上所有組件集成到太陽能發電站中，評估了熱量傳遞的整體過程。這能擴展現有的技術經濟模型，並確定優化後的新組件可以在電廠中良好運行。

資料來源:TechXplore

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