专访Masdar理工学院Nicolas Calvet副教授
发布者：本网记者Summer | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 5094查看 | 2015-04-14 18:38:00
CSPPLAZA光热发电网报道：Nicolas Calvet博士担任Masdar太阳能研究所的主席，同时领导储热研究小组开展工作。
我们之前曾经采访过Nicolas Calvet，他对他研究的沙子储热这种新型储热技术给予了一些分享。日前，我们再次对他进行了采访。
问：Masdar已建成的那个100kw的基于二次反射原理的塔式太阳能示范平台的近况如何？
答：我到Masdar研究所的时候，这个电站几乎是废弃的，没有人用它，我认为这是很可惜的，因此我建议大家启用该示范电站，把它稍作修整就可使其成为一个独特的光热发电研究工具，用以开发研究太阳能接收器或者储存系统，这也是我目前所从事的研究。我们给它重命名为“Masdar研究所太阳能平台”，并把它作为Masdar地区最新建起的太阳能研究中心。
图：Nicolas Calvet
问：该设计有什么优势？
答：和传统的塔式不同，我们并没有把盐放置于集热塔顶，而是把太阳能通过二次反射收集到下置的储热槽中，这样处理是因为我们使用的是下置式光热集热器，这样我们就可以把收集到的光能反射到地面的储热罐中。
这个系统也有一个类似于传统塔式发电的定日镜场。每个定日镜都会把太阳光反射到高度为20米的小塔顶端，而传统的塔高为140米。在小塔顶端有很多二次反射镜，他们可以把太阳能反射到地面的光进行二次收集。
这样你就无需将熔融盐抽到塔顶，无需使用泵和管道，也无需使用电伴热以避免管道中熔盐介质的凝固。没有了熔融盐的输送环节，就会节省大量的附加能源开支。
传统的塔式光热发电系统需要配置两个储热槽，但该系统只需一个储热罐即可。罐内有一个可移动的分离活塞，用于分离罐的上部高温区和下部低温区。当系统吸热的时候，使分离活塞向下运动，这样罐中就只有热熔盐；系统放热的时候，则向上运动，剩下冷熔盐。
我们可以实现800度的工作温度，温度越高，系统效率会相应升高，对熔盐的质量要求也会相应降低。通过改变一些参数的配置，我认为这种发电站的经济效益会优于传统的光热发电系统。
问：CSPonD示范项目原型的下一步是怎么计划的？
答：Radia是我们CSPonD示范项目工程的的一名博士生。她正在进行一些研究工作，该电站是个综合型电站，采用下置式的抛物面聚光吸热器集热，以达到更高温度。总体上讲，我们要多把相关的博士和学士研究成果与我们的工程项目作更多联系以取得更大突破。
目前我们的研究工作正处于从实验室规模到前商业规模发展的阶段。二次反射系统原理的提出是基于MIT的实验室验证基础上的，是可行的。现在我也在和他们保持联系以推进该项目的发展，并使其在更大的系统规模上得到验证。
我联系了Alexander Slocum教授，之后于2014年6月份我们开始该项目计划。我们选在MTI着手准备我们的项目研究计划。
MIT有很多对于核电方面的熔融盐研究，这对太阳能系统的研究可谓是资源丰富。在试验了我们的太阳能发电系统后，他们对我们的计划表示很感兴趣。
您在国家可再生能源实验室NREL和西班牙CIC Energigune 能源联合研究中心进行的熔融盐研究项目有没有推动该领域的国际合作？
这就是Masdar研究院太阳能平台的美妙之处。我们可以为工厂或学术界的伙伴提供机会，与我们一起进行新的储能概念的试验。
这就是我致力于打造的一种合作平台。我们的合作伙伴可以是工业领域的，也可以是学术界的，我们有平台将在真实的荒漠气候环境进行太阳能发电试验。
我们和日本Ibiden集团有一个项目合作，今年一月我们在未来世界能源峰会上达成共识，研究新型反射镜。他们新设计的非玻璃材料采光镜十分轻巧，采用了碳化硅涂层来保护反射镜的镀银层。
在Shams1号电站，如果风速达到45km/h的话，你就必须要调整槽式集热器以使其偏离风荷载中心，从而避免槽受到大风的破坏。所以，要始终考虑风的因素。但使用较轻镜面所需的设备结构会更简易且廉价。现在他们将扩大镜子尺寸约一米，一旦应用了该尺寸的镜子，研究员们接下来就会测试它们追踪太阳的性能。目前，我们致力于研究的是各类镜面清洁技术，目的在于在水源紧缺的荒漠条件下清洗反光镜。
问：我们之前谈到过，您意图利用看起来似乎不太可能的吸热材料，是什么驱使着您作出这样的研究选择呢？
答：我是在法国攻读博士的时候发现的这种改进措施。于是我就试图区分那些工厂产生的不进行附加处理的废弃物，比如在巴斯克地区的欧洲第三大的炼钢厂就产生了大量的废弃炉渣。
我有一个叫Kholoud的当地的学生。她在阿联酋两家大型的钢铁和铝材建筑材料生产工厂工作。这两家大工厂在生产过程中产生了大量的工业废弃物，如铁渣，铝渣等。我们于是就致力于研究这些废弃物的特性。
我们发现，这些废弃物可以用以生产高温储热材料，因为他们的最终的物质是陶瓷：这是一种金属氧化物。因此它即使在高温条件下也很稳定，在1000度的温度下承受力也很强，不会被破坏或产生裂缝。
由于这是种可回收性的废弃物，因此在使用的同时还能降低系统运行的成本。当然，这在阿拉伯联合酋长国是不允许的，但是在你们的系统里肯定是高效能的，因为你们的条件温度更高。
该工程项目的妙处在于可利用无人需要的废弃物生产出人人都需要的能源。
问：阿联酋航空的推动力是？国内和国外市场的销售吗？
答：两者皆有。他们希望我们做一些可以在阿拉伯联合酋长国和中东地区，乃至全球都适用的光热发电应用的相关研究。在阿布扎比，Masdar在Shams1号就占有百分之六十的股权，在西班牙的Gemasolar电站上则持有50%股权。
所以我们的想法就是开发出一种技术，使其所生产的设备不仅可以在阿布扎比这里使用，同时也可以出售到国外。我们在西班牙，甚至英国也做过同样的评估，Masdar也在伦敦发展，伦敦那边的一个海上风力发电场就有参与。所以Masdar对新能源的开发地域不仅仅是在阿联酋，更是世界性的。
问：除了这些大型计划，相对于阿联酋而言，沙特阿拉伯放慢了光热工程项目的步伐，沙特对你们从事的这些研究感兴趣吗？
答：这个问题很有趣。本周我们要召开一个研讨会，讨论沙特阿拉伯光热发电技术专家们的培训问题。所以届时他们要来与会。
此外，我们正在做一些菲涅尔线性聚光、点聚焦和储能系统的研究，他们将要来参观我们的太阳能平台运作场地，所以他们肯定是很有兴趣的。来此接受培训，与我们携手合作的都是学术界的高层人士。
（本文英文原载于CSPToday）
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