在《华尔街日报》最近发表的一篇文章能量储存和保存,研究人员提出了一个详细的讨论辐射冷却和冷藏的工具集中太阳能发电厂。
研究:辐射冷却和冷藏的聚光太阳能发电厂。图片来源:圆弧Aleksey / Shutterstock.com
背景
聚光太阳能发电(CSP)植物迅速成为最重要的可再生能源之一。传统火力发电厂冷却解决方案,如不有效的干式冷却和水湿降温,不适当的选择在这样严重的情况下,因为大多数CSP设施建于阳光灿烂,热,干燥位置有限的水供应。
与传统的火力发电厂,发电输出和输入热能可以很容易地控制,CSP厂不太灵活,由于受到太阳辐照可用性的限制,除非由于热存储设备或额外的热能来源。
一个循环wet-cooled聚光太阳能发电(CSP)植物补充辐射冷却系统冷却。(a)的示意图parabolic-trough CSP厂与蒸发湿式冷却塔和补充辐射冷却系统放置在冷却塔。(b)单个辐射冷却模块的示意图叠层高度太阳热反射和selectively-emissive辐射冷却的电影。它还凸显了确定天气状况,以及这种辐射冷却的传热过程相关的模块。(c)的光谱发射率(PW辐射冷却电影和气氛 = 5毫米,天顶 = 45o太阳光谱辐照度和黑体辐射。图片来源:爱里,et al .,能量储存和保存
解决CSP厂面临的与水相关的问题,补充冷却解决方案必须开发减少CSP植物对水的依赖,同时保持热效率与再循环水平达到湿降温。辐射冷却是另一个潜在的补充冷却解决方案,最近吸引了很多的关注。
即使在阳光直射下,小说冷却辐射材料已被证明sub-ambient对象的温度。亚博网站下载水冷却系统创建了使用辐射冷却材料和被证明是能够冷却水sub-ambient温度以最小的蒸发失亚博网站下载水和电力使用。在一定气象条件下,辐射冷却提出了CSP设施;然而,目前尚不清楚如何节水潜力在不同地区是不同的。
关于这项研究
在目前的研究中,作者调查的可能性减少消费用水循环wet-cooled聚光太阳能发电(CSP)设施结合额外的冷藏和辐射冷却。他们讨论的重要性solar-rich CSP系统高温和缺水地区。
他们也无水的空气冷却的影响评估和CSP水湿冷却功能的植物。再循环蒸发冷却的影响热效率和水的可用性/温度的CSP系统说明。同时,有效补充冷却减少水损失的重要性,同时保留热效率CSP设施。
白天使用的辐射冷却和热我们西南地区年度节水潜力测定时辐射冷却系统工作与冷藏两昼夜,通过使用一个参考CSP厂模型与补充辐射冷却系统一样大工厂太阳能领域。再循环wet-cooled CSP植物,作者调查了使用冷藏和辐射冷却辅助冷却技术。
拟议的辐射冷却系统的冷却能力建模的能力和规模参考CSP水储罐的植物在各种天气条件下操作在美国连续。美国大陆生产年度节水地图使用两个冷却策略:连续白天和晚上操作和在白天使用的操作。
补充辐射冷却系统的冷却策略wet-cooled CSP厂没有蓄热器。没有冷藏(a)在白天使用的操作。这种策略同样适用于植物是24小时运营与蓄热器或额外的热能来源。(b)与冷藏昼夜操作。这种策略假设CSP厂权力运作只有白天没有蓄热器或额外的热能来源。图片来源:爱里,et al .,能量储存和保存
观察
在这项研究中,研究人员观察到当wet-cooled CSP植物补充辐射冷却,减少蒸发水的用量。也观察到,在白天使用的辐射冷却可以节省40% - -60%的年度消费在美国西南部炎热地区用水,而一年一度的节水潜力高达65% - -85%,辐射冷却系统和冷藏两昼夜工作。
此外,它是确定年度节水潜力在白天使用的辐射冷却系统是近40%的-60%,而美国西南部炎热和干旱的地区,那里同时处理缺水和火力发电厂冷却是艰难的。也证明了年度与昼夜辐射冷却系统潜在的水储蓄高达65% - -85%。
年度节水毗邻美国的地图wet-cooled CSP植物。(一)在白天使用的辐射冷却系统。(b)的昼夜辐射冷却系统。在白天使用的辐射冷却系统可能降低40 - 60%的水损失的CSP厂在美国西南部地区,昼夜辐射冷却系统减少了水损失在同一地区到65 - 85%。图片来源:爱里,et al .,能量储存和保存
结论
在本文结论,阐明在白天使用的节水潜力和昼夜辐射冷却结合辐射冷却系统的蒸发冷却塔参考CSP设备——莫哈韦太阳能项目。模型也适用于参考CSP厂全美超过3000个地点在不同天气条件下。作者展示了节水的地图美国连续白天和昼夜辐射冷却系统通过预测蒸发失水可能避免在这样的条件下。
再循环wet-cooled CSP植物,作者强调,辐射冷却和冷藏可以用作辅助冷却技术。作者还认为,当前发现打开的可能性增加wet-cooled CSP电厂的热效率,降低蒸发水使用,与干旱缺水和热的关键位置和沙漠气候。
源
爱里,。棕褐色,G。阴,X。,等。辐射冷却和冷藏的聚光太阳能发电厂。能量储存和保存(2022)。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S2772683522000024
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