「鏡」の中に隠された発電所？ ！ 「秘密の鏡」の背後にある科学を探る

平面鏡は服装や顔を整えるのに役立ち、凸面鏡は物体を小さく見せ、凹面鏡は物体を大きく見せます。では、鏡には電気を生み出すという珍しい機能があると言ったら信じられますか?

敦煌の100メガワット溶融塩塔太陽熱発電所は、35枚の凹面鏡と12,000台以上のヘリオスタットで構成されており、太陽光を集中させて正確に反射することができます。これが私たちが探していた「秘密の鏡基地」です。

では、これらの鏡は一体どうやって電気を生成するのでしょうか?子供の頃、鏡を持って太陽の光を反射していた頃を思い出すでしょうか?はい、あなたはすでに始まりを推測しました。実際、このプロセスを完了するには、光の追跡、熱の吸収、発電、循環という 4 つのステップが必要です。

「秘密の鏡」の背後にある科学を探る

太陽光を利用するには、まず日照条件の良い場所を選ぶ必要があります。甘粛省敦煌市は中国で最も日射量が多い地域の一つで、年間日射量は全国平均の1.28倍です。

場所が決まったので、太陽光をどうやって電気に変えるのでしょうか?高い熱吸収塔を建設し、その塔の頂上に熱吸収装置を設置する必要があります。熱吸収器内には大量の溶融塩が蓄えられています。この塩は私たちが毎日食べている塩ではなく、工業用の塩です。融点が低く、蓄熱性が強く、価格が安いという特徴があります。次に、12,000 台以上のヘリオスタットが熱吸収塔の周囲に同心円状に配置され、太陽光を塔の頂上にある受信機に集中させます。各ヘリオスタットは巨大なひまわりのような形をしており、反射光が正確に熱吸収体に向けられるよう、太陽を追跡するために鏡の角度を自動的に調整することができます。

光が吸収体に集中すると、溶融塩は摂氏600度以上に加熱され、溶けて液体となり、下にある高温の塩タンクに流れ込みます。電気が必要な場合は、高温塩タンク内の溶融塩と水タンク内の水を蒸気発生器に送り込みます。水は溶融塩の熱エネルギーを吸収して高温高圧の蒸気となり、蒸気タービンを駆動して発電します。これがいわゆる「沸騰水型」発電です。

最後に、熱エネルギーを放出した溶融塩は、冷塩タンクに戻り、さらに上部の熱吸収装置に戻って、次の発電を待ちます。これが「ミラー」発電の全プロセスです。実は、太陽熱発電を実現するために鏡を利用しているのです。

太陽熱発電には独自の利点がある

太陽熱発電はクリーンで安定しており、効率的であるという利点があります。太陽エネルギーを最大限に活用し、石炭や石油などの化石エネルギーの消費を必要としません。さらに重要なのは、溶融塩と水資源を再利用できることです。太陽熱発電は、発電量1キロワット時あたりに排出される二酸化炭素量が、現在主流の発電方法の中ではほぼ最低レベルであり、火力発電の50分の1、太陽光発電の6分の1に過ぎません。

風力発電と同様に風速によって発電量が変動しますが、太陽光発電は天候に左右され、夜間は発電できません。では、太陽熱発電は再生可能エネルギー発電のランダム性と不安定性をどうやって打破できるのでしょうか?その答えは熱を蓄える溶融塩タンクにあります。太陽熱発電の「バッテリー」と「パワーバンク」です。太陽熱がないときは、溶融塩タンクから高温の​​溶融塩を抽出して「お湯を沸かす」ことで、24時間持続可能な発電を実現します。 「鏡の秘密基地」は夜間でもフル稼働で11時間発電できる。

2019年6月、「鏡の秘密基地」はフル負荷発電を達成し、年間設計発電量は3億9千万kWhに達し、これは現在私たちがいる海寧市の全世帯の半年間分の電力消費を保証するのに相当します。

ここが今日探検する「秘密の鏡基地」です。敦煌100MW溶融塩塔太陽熱発電所は、世界一高い吸熱塔、最短の建設期間、24時間連続発電能力を備えた世界最大の太陽熱発電所でもあります。

（講演者は国家電網温州電力公司顧客サービスセンター検査管理チームの副チームリーダーです）