太阳能沙漏：基于光热发电的奇幻设计
发布者：本网记者Crystal | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6215查看 | 2014-11-11 18:03:00
CSPPLAZA光热发电网报道：2014年哥本哈根大地艺术发电计划竞赛（LAGI）的优胜者已经于今年10月份正式揭晓，荣获本年度竞赛第一名的为一个名为“太阳能沙漏”的建筑设计，其采用了聚光太阳能发电技术，在为城市创造了独特的绚丽景观的同时，其还可以年产7500MWh的绿色电能。
获奖方案由阿根廷建筑师Santiago Muros Cortés设计，其独特的设计巧妙融合了建筑美学和光热发电的技术，受到了评审团的一致肯定，给其留下了深刻印象，最终拔得头魁。该项设计从300多项入围参赛方案中脱颖而出，这对于光热发电行业而言也不得不说是一大利好信息。
作为本次竞赛的第一名获得者，Cortés也获得了LAGI给予的15000美元奖金，LAGI项目鼓励艺术家、建筑师、科学家和工程师设计公共艺术设施，并将可再生能源技术融入其中来推动绿色能源和建筑的结合及发展。今年设计竞赛项目的地点位于哥本哈根的一个港口，其前身为一个造船厂，未来这里会成为绿色城市能源战略的发展基地，获奖的设计方案有可能被付诸实践。
“不像那里的其他发电厂，太阳能沙漏自诞生之日起就将成为这个城市生活不可分割的组成部分，它能够通过融合社会文化，将可持续性绿色发电的理念融入到人们每天的日常生活中去，从而使社会大众对可再生能源技术有更直观的认知和理解”。 Cortés说。
尽管这一荣获第一名的方案也不能保证就可以投入实际建设，但这个非一般的创意决不会被抹杀，它将影响未来绿色建筑艺术的发展。事实上，LAGI也会将所有入围的竞赛方案打包整理后提供给世界范围内所有致力于可持续性绿色发展的投资者，以加大这些方案变为现实的可能性。
“虽然一般观点认为光热发电项目的开发很大程度上取决于规模经济效益，太阳能沙漏是塔类光热发电技术的一种小规模化应用，但是光热发电产业中仍存在一些成功的小规模化应用的案例，因此我们相信我们选择的这个创意方案是可行的。”LAGI的联合创始人之一Elizabeth Monoian表示。
二次反射塔式技术
太阳能沙漏采用的塔式技术源于二次反射的原理，全球首个基于二次反射原理的塔式光热发电示范项目于2010年1月份在阿联酋Masdar建成，装机容量100kWth。目前世界范围内仍有中国的上海晶电、MASDAR等机构在推进此项技术的应用。太阳能沙漏也被认为是一个基于二次反射原理、集热器下置的小型塔式项目。
根据这项方案，一系列的定日镜被安装在沙漏上表面，定日镜反射阳光将太阳光聚焦到一个锥形的二次反射镜上，这个二次反射镜再将光通过沙漏漏斗反射至沙漏底部的集热器上，集热器、储热设施以及发电系统都被置于下层沙漏的表面内部，从外观上来看你完全难以猜到里面竟然安装了储热和发电系统。
在上层沙漏表面组成的类似抛物线形的定日镜阵列通过反射阳光，将聚集后的光能投射至下方的集热器中，带有光能吸收涂层的集热器可以最大限度的将其吸收的热量传递给传热介质熔盐，高温熔盐融化后温度可继续上升到600度以上，其再与水换热，将水转化为蒸气，进而推动发电机运转发电。
由于下层沙漏近乎封闭，其产生的水蒸气很少会返回到沙漏上层，所以被聚集后的太阳能光束对公众来说变得可见。这样，这套同时作为艺术景观的建筑就可以向公众传达出更具震撼力的信息：我们还有时间做一些事情让环境更加美好。这个系统设计安装1960平方米的抛物线形定日镜场，其能够集中足够的热量来驱动6.2MW的发电机组，年均生产出7500MWh的绿色电能。
但是，要将该设计思路推向实际应用，最大的实际问题就是：建设这样一个工程是一件容易的事吗？
专家眼中的太阳能沙漏
德国卡塞尔大学热能工程学院的研究员Steven Meyers一直致力于将光热技术与工业生产结合起来的研究，他认为，“太阳能沙漏是二次反射塔式技术以及光热发电技术的一个有趣的应用设想。单就美学而言，它看起来非常光滑和时髦，看起来我们当然不会和发电厂联系起来，其可以作为光热发电技术应用的一个有趣的标杆。”
作为马斯达尔能源和纳米科学实验室的前任研究工程师，Meyers与马斯达尔此前建设的那个二次反射塔式示范系统有直接关系。但是，当他看到Cortés的方案的技术层面时，Meyers提出了几个问题，这些问题是他的团队在马斯达尔研究该技术时所遇到的，而且这些问题很有可能在太阳能沙漏计划的实施中遇到。
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