青少年科技素养大师课“超级镜子”大揭秘

　　2024年5月31日14:00,欢度“六一”国际儿童节期间,由中国下一代教育基金会与中国平安共同主办、科技日报社媒体支持的“青少年科技素养提升计划系列情景大师课”走进敦煌光电产业园,揭秘光热发电等先进技术的原理和应用,同时了解了清洁能源的未来发展方向。全国27个省(自治区、直辖市)的上千所乡村小学的项目校师生与广大网友共同观看了此次直播课,全网观看量超417万人次。

　　(河南、贵州等项目校学生观看直播课照片)

　　戈壁滩上“追光者”:揭秘光热电站的能源奇迹

　　在敦煌光电产业园区内,坐落着我国首座100兆瓦熔盐塔式光热电站。首航高科敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站副总指挥黄文博老师向同学们介绍道,它是亚洲最大的塔式光热电站,配备了全球单机聚光面积最大的净厂、吸热容量最大的吸热器以及储热能量最大的储热罐。同学们还了解到了光热发电与光伏发电的不同之处在于,光热发电通过聚焦太阳能将其转化为热能,然后储存并转化为电能。这种技术的优势在于能够实现能量的有效储存,即使在无太阳光照的情况下,也能持续发电长达11个小时,实现24小时平稳发电。

　　12,000面定日镜组成的聚光系统,围绕着一个260米高的吸热塔排列,如同“镜子向日葵”般将太阳光精确地反射到吸热器上。这取决于定日镜的独特设计,每个定日镜的面积为115平方米,由35个独立的小镜子组成,相当于一个三居室的大小,这种结构不仅提高了反射效率,还增强了抗风能力和稳定性。而配备了先进的超声波雷达和压力传感器的第四代清洗车,也为风沙环境中镜子保持清洁,确保定日镜反射太阳光的效率起到了至关重要的作用。

　　(黄文博老师介绍100兆瓦熔盐塔式光热电站的组成和技术原理)

　　熔盐能成为光热发电吸热和储热介质,也是经过精心选择的哦!由于熔盐是物理吸热和放热,不会蒸发,因此可以持续使用30年而无需更换。为了让同学们直观理解熔盐的优势,黄文博老师通过熔盐和水的趣味对比实验来揭示其中的奥秘。

　　直播课中,首航高科敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站总指挥刘富国老师带大家来到了光热电站的“大脑”——集控室,负责监控和调控整个电站的24小时持续发电运行。刘富国老师还向同学们分享了他和团队实现光热电站成功并网发电的喜悦故事,让同学们也备受鼓舞。

　　(刘富国老师介绍光热电站的“大脑”——集控室)

　　科技与智造的完美融合:揭秘线性菲涅尔式光热发电技术

　　紧邻100兆瓦熔盐塔式光热电站的,还有一个超级工程——50兆瓦熔盐线性菲涅尔式光热发电站。线性菲涅尔式结构的设计有利于规模化、标准化生产,降低成本,同时迎风面小,抗风性能好,适合西部多风的天气条件。敦煌大成聚光热电有限公司副总工程师姚小明老师为大家介绍了该电站的工作原理和技术创新。针对储热介质熔盐如何在1100米长的管道中安全通过的问题,姚小明老师介绍道,集热管由两部分组成:外面是一层玻璃壳,内部处于真空状态,具有很好的保温效果。此外,在进盐和退盐的时候采用了光预热进盐和光半热退盐的模式,确保熔盐的温度始终保持在安全温度之上。

　　独特的反射镜设计也确保了高效的集热过程,它不是一整块镜子,而是由多块小镜子组成的长条状。这些镜子可以根据太阳的位置随时调整角度,将阳光精准地反射到上方的集热器里。集热器因此被点亮,形成一条条美丽的灯带,日夜不停地在戈壁中闪耀。

　　(姚小明老师50兆瓦熔盐线性菲涅尔式光热发电站的工作原理)

　　引领光热发电技术浪潮,畅想未来颠覆之路

　　光热发电在中国的应用和发展正逐步深化。中国科学院电工研究所研究员、中国科学院太阳能热利用与光伏系统重点实验室主任王志峰老师介绍,我国光热电站工程技术全球领先,在研发全球先进的超临界太阳能二氧化碳热发电技术水平也处于世界前列。作为一种清洁且可持续的能源技术,光热发电在未来的能源领域将扮演越来越重要的角色。未来能源的应用形式会是什么样呢?会实现便携能量接收吗?会建成外太空的能量站吗?这些未来畅想都等着同学们去探索,去实现!

　　(王志峰老师介绍我国光热电站技术走出去的项目和未来发展设想)

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责任编辑：柯鹏