麻省理工學(xué)院的研究人員表示，他們的“盒子里的太陽”可以存儲來自太陽能和風(fēng)能的多余能量，并根據(jù)需要將其送回電網(wǎng)。這將使城市不僅可以在太陽升起或風(fēng)力很大時提供動力，而且可以全天候供電。

“盒子里的太陽”，正式名為TEGS-MPV，用于熱能網(wǎng)格存儲 - 多結(jié)光伏發(fā)電，將熱量儲存在白熱熔融硅的大型儲罐中。然后，它可以在需要時將發(fā)光金屬的光轉(zhuǎn)換回電能。研究人員估計，單個存儲系統(tǒng)可以使大約100,000個家庭的小城市完全由可再生能源供電。

“人們開始稱我們的概念是：盒子里的太陽。”負(fù)責(zé)該項目的機械工程師說。

“盒子里的太陽”將由一個由石墨制成并裝滿液態(tài)硅的大型，高度絕緣，10米寬的儲罐組成，保持在接近3,500華氏度的“冷”溫度。暴露在加熱元件下的一排管子然后將這個冷水箱連接到第二個“熱”水箱。當(dāng)來自城鎮(zhèn)太陽能電池的電力進(jìn)入系統(tǒng)時，這種能量在加熱元件中轉(zhuǎn)化為熱量。

新的存儲系統(tǒng)源于研究人員對聚光太陽能的需求，它利用大面積的巨大鏡子將太陽光聚集到中央塔上，在那里光被轉(zhuǎn)換成熱量，最終變成電能。

圖為塞維利亞附近Sanlucar La Mayor的一個太陽能公園

同時，液態(tài)硅被泵出冷水箱，并在通過暴露于加熱元件的管束時進(jìn)一步加熱，并進(jìn)入熱水箱，此時熱能現(xiàn)在儲存在約4,300F的更高溫度。當(dāng)需要電力時，熱的液態(tài)硅 - 如此熱，以至于發(fā)出白光 - 被泵送通過一系列發(fā)出光線的管子。

被稱為多結(jié)光伏發(fā)電的專用太陽能電池然后將該光轉(zhuǎn)化為電能，可以將其提供給城鎮(zhèn)的電網(wǎng)。現(xiàn)在冷卻的硅可以被泵送回冷水箱直到下一輪存儲 - 有效地充當(dāng)大型可充電電池。他們還估計，該系統(tǒng)的成本約為抽水蓄能電池的一半 - 這是迄今為止最便宜的電網(wǎng)規(guī)模儲能。

“技術(shù)很有意思的原因是，一旦你進(jìn)行了聚焦光線以獲取熱量的過程，你可以比儲存電力更便宜地儲存熱量，”亨利說。集中的太陽能設(shè)備將太陽能儲存在裝滿熔鹽的大型儲罐中，該儲存罐被加熱至約1000華氏度的高溫。

當(dāng)需要電力時，熱鹽被泵送通過熱交換器，熱交換器將鹽的熱量轉(zhuǎn)移到蒸汽中。然后渦輪機將該蒸汽轉(zhuǎn)化為電能。亨利的團(tuán)隊尋找一種除鹽以外的介質(zhì)，可以在更高的溫度下儲存熱量，并沉淀在硅上。 硅是地球上最豐富的金屬，可以承受超過4,000華氏度的令人難以置信的高溫。

去年，該團(tuán)隊開發(fā)了一種可以承受這種起泡熱量的泵，并且可以想象地通過可再生存儲系統(tǒng)泵送液態(tài)硅，并且他們還 制造了一個微型石墨罐并用液態(tài)硅填充以測試該計劃。