德國科學(xué)家研究水泥蓄熱發(fā)電
很多人可能都有過這樣的經(jīng)歷：在夏日傍晚，盡管太陽早已落山，但露天的水泥凳子、水泥墻面或者水泥路面仍然有些發(fā)燙，有時(shí)甚至讓人難以長時(shí)間接觸。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因，就是水泥的蓄熱性能很好。據(jù)此，有些科學(xué)家就設(shè)想：能否利用水泥裝置，先將太陽能以熱能形式儲存起來，到夜里再利用儲存起來的熱能發(fā)電呢？當(dāng)然可以！
德國科研人員在2008年年底已成功開發(fā)了一種水泥蓄熱裝置，這種裝置可以把白天的太陽能儲存到溫度可達(dá)400攝氏度的介質(zhì)中，然后再在需要時(shí)利用存起來的熱能發(fā)電。
據(jù)報(bào)道，德國航空航天中心熱動(dòng)力學(xué)研究所的科研人員，在德國斯圖加特大學(xué)的試驗(yàn)場地搭建了一個(gè)混凝土蓄熱示范裝置。這個(gè)蓄熱裝置看上去就像一個(gè)大混凝土塊，但里面布滿輸油管道，管道里流的是載熱油。這些載熱油可以加熱混凝土，也可以把混凝土儲蓄的熱吸收出來。
混凝土蓄熱示范裝置的具體工作原理是：先把載熱油輸入巨大的布滿輸油管道的水泥塊蓄熱器中，依靠白天水泥塊儲蓄到的太陽能熱量，將油的溫度加熱到近400攝氏度，然后再把冷油輸入蓄熱器，將儲蓄的熱能交換出來。交換出來的熱能再通過普通的蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。白天收集到的多余熱能，就儲存在混凝土蓄熱器里，以便晚上延長發(fā)電時(shí)間。
和其他蓄熱器相比，這種蓄熱裝置利用的是具有良好蓄熱性能的混凝土，因此造價(jià)很低，且操作簡便易行，很適合推廣。混凝土蓄熱器還有另外一個(gè)好處，即可以靈活配置：發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量大的時(shí)候，多配幾個(gè)混凝土塊就行了。
水泥蓄熱裝置可普遍用于太陽能光熱發(fā)電站。在終年陽光明媚的地區(qū)，如我國新疆的塔克拉瑪干沙漠，內(nèi)蒙古的巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠等地，這種水泥蓄熱器就很值得廣泛開發(fā)利用。而且水泥的主要原料——沙子和礫石，在沙漠地帶幾乎免費(fèi)就可獲取。
不過，制造水泥蓄熱器的技術(shù)難度并不低。這是因?yàn)?，水泥蓄熱器里的金屬輸油管道和水泥的熱膨脹系?shù)不同。熱膨脹是指物體由于溫度改變而產(chǎn)生脹縮的現(xiàn)象，熱膨脹系數(shù)則是指單位溫度變化所導(dǎo)致的物體體積變化。如果直接在金屬輸油管道上澆注水泥，溫度變化時(shí)，因管道與水泥膨脹程度不同，會導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。研究人員由此設(shè)想，在金屬管道上裹一層石墨，以便讓金屬管道和水泥可以相互獨(dú)立地?zé)崦浝淇s。這樣還可以進(jìn)一步改善管道和水泥塊之間的熱傳遞效果。目前，這方面的研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展。
人們相信，不久之后，水泥蓄熱器就會在很多沙漠地區(qū)大顯身手。
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