每年澳洲國家圖書館所舉辦的尤里卡科學獎是澳洲科學界的盛會,分為 4 大領(lǐng)域:研究創(chuàng)新、領(lǐng)導力、學??茖W、科學溝通與報導,各有數(shù)個獎項,此次南澳大學研究團隊,以鹽溶液儲冷的技術(shù),拿下研究創(chuàng)新領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用科技獎。

2015年澳洲Eureka科學獎得主儲冷系統(tǒng)已商用化

太陽能若要在夜間應(yīng)用,必須搭配能源儲存系統(tǒng),全球包括特斯拉(Tesla)等企業(yè)正積極推動能源儲存,不過能源儲存的方式未必只有目前主流的鋰電池,南澳大學芭芭拉哈迪研究所(Barbara Hardy Institute)以儲冷技術(shù)奪下 2015 年澳洲國家圖書館所舉辦的尤里卡科學獎(Eureka Prize)創(chuàng)新應(yīng)用科技獎(Innovative Use of Technology ),并已由企業(yè)加以商用化。

每年澳洲國家圖書館所舉辦的尤里卡科學獎是澳洲科學界的盛會,分為 4 大領(lǐng)域:研究創(chuàng)新、領(lǐng)導力、學??茖W、科學溝通與報導,各有數(shù)個獎項,此次南澳大學研究團隊,以鹽溶液儲冷的技術(shù),拿下研究創(chuàng)新領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用科技獎。

太陽能在中午發(fā)電尖峰,能供應(yīng)白天的尖峰用電,但一般用電曲線到晚上 7、8 點還有第二高峰,此時太陽已經(jīng)西斜下山,使得發(fā)電與用電時間出現(xiàn)落差,若要以太陽能供應(yīng)全天電力,勢必以某種方式儲存白天的多余能源,轉(zhuǎn)供晚間使用。

目前主流的能源儲存解決方案是電池,尤其是以鋰電池為主,不過能源儲存不一定是儲存電力本身,先用電力驅(qū)動制冷設(shè)備,制冰儲存起來,之后再用冰來提供冷卻效果,也是一種變相的儲能方式,過去常應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的用電時間轉(zhuǎn)移。雖然特斯拉正以 Gigafactory 規(guī)模量產(chǎn)壓低成本,但鋰電池儲存電力的總成本仍然遠高于傳統(tǒng)的儲冷辦法。

唯一的問題是,以冰來儲冷,做為空調(diào)固然不成問題,但更為耗電的冷藏設(shè)施,須保持在攝氏零下幾度的溫度,這時冰就無用武之地了,因為冰的熔點在零度,從零度的冰融化為零度的水,相變的過程中,會吸收大量熔化熱,而還繼續(xù)保持溫度為零度,利用熔化熱來提供儲冷效果,最低只能提供零度的溫度。

鹽溶液成本僅為鋰電池 1/10

冷藏設(shè)施可說是最為耗電的設(shè)施之一,冷凍庫可以利用過度冷凍,本身就充當儲冷設(shè)備,但是冷藏柜里的生鮮若是冰凍就會破壞風味,因此得一天 24 小時都用電保持固定溫度,即使是在用電尖峰時間也一樣,若能解決冷藏設(shè)施的儲冷問題,可有效轉(zhuǎn)移大量尖峰用電,可望節(jié)省數(shù)十億澳幣的電費。

研究團隊想出來的解決方案,其原理也很簡單,就是找到熔點低于零度的液體即可,而這樣的液體也很好找,因為加鹽就可降低鹽水的熔點,研究團隊使用便宜的鹽溶液,用來做為儲冷的媒介,以此儲冷的方式成本只需鋰電池儲能的十分之一。

儲冷設(shè)備搭配太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用時,就是太陽能發(fā)出多少電,都用來驅(qū)動冷卻系統(tǒng),多余的能源用來冷卻鹽溶液,以儲冷的方式儲存,而儲冷系統(tǒng)也不一定只用來儲存太陽能,當批發(fā)電價較低時,可用來大量儲冷,儲存到尖峰用電時使用,相當于將尖峰用電轉(zhuǎn)移到離峰,澳洲南部目前有 35% 電力來自可再生能源,當發(fā)電高峰時,偶爾批發(fā)電價甚至會降到負數(shù),轉(zhuǎn)移用電時間可為業(yè)主省下 5 成電費支出,另一方面也能穩(wěn)定電網(wǎng)供需。

此項技術(shù)不僅得獎,也已經(jīng)有企業(yè)垂青,冰河冷卻科技公司(Glaciem Cooling Technologies)已經(jīng)以此技術(shù)打造相當于 1,100 度電儲能容量的儲冷系統(tǒng),透過鹽溶液儲冷,可提供零下溫度儲冷能力,先將做為冷媒的液態(tài)乙二醇冷卻到攝氏零下 3 度,然后再用乙二醇冷卻冷藏設(shè)備,而可以達到攝氏零下 3 度的溫度。冰河冷卻打算先在需要冷藏鮮奶的酪農(nóng)業(yè)尋求客戶。

[責任編輯:趙卓然]

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