为了减少冷却聚光太阳能电池板(CSP)的用水量，科学家们开发了一种针对湿式冷却CSP的补充冷却技术，该技术将辐射冷却方法与冷存储相结合。为了应对当前的气候和能源危机，世界正朝着可持续能源经济的方向发展。聚光太阳能发电(CSP)工厂正在成为这一领域的主要参与者。CSP工厂使用分布在广阔地区的透镜和镜子将阳光聚集到太阳能电池板的接收器上，然后通过蒸汽机或涡轮机将太阳能转化为电能。蒸汽机需要定期冷却，以保持高功率转换效率。通常，蒸汽机动力装置使用水密集型湿冷却方法来消散产生的废热。然而，这些过程会由于蒸发而损失大量的水，因此需要持续的供水。这造成了一个严重的问题，因为大多数CSP工厂都建在水资源有限的炎热干燥地区。
在2022年2月25日首次在线发表在《能源存储与节约》杂志上的一项最新研究中，由中国华中科技大学杨教授领导的研究小组找到了一种降低冷却过程强度的方法。他们开发了一种冷却方法，将辐射冷却与冷藏结合起来，当与湿冷却同时使用时，大大减少了每年的用水量。
当被问及他们的研究背后的动机时，杨教授说:“恶劣的环境，加上农业、工业和家庭生活等其他部门不断增长的用水需求，与发电厂激烈争夺水资源。因此，我们希望开发一种技术，使电厂的湿式冷却不那么耗水，同时仍能保持理想的热效率。”
该团队开发的辅助冷却技术结合了干冷却和湿冷却的优点。蓄冷辐射冷却是一种干式冷却方法，包括由高太阳反射材料制成的冷却器，能够以选择性红外波长将热量散发到深空，而不会被周围环境吸收。
该团队在参考CSP工厂的蒸发冷却塔中添加了一个辐射冷却系统，该工厂类似于美国的Mojave Solar项目。为了测试设计系统的潜力，他们创建了计算机模型来跟踪仅在白天以及昼夜辐射冷却系统的节水潜力。该团队研究了该国3000多个不同天气条件下的冷却和节水潜力。
结果表明，在美国炎热的西南部地区，采用只在白天进行的辐射制冷，全年用水量可减少40—60%。然而，如果辐射系统和冷藏系统夜以继日地工作，每年的节水潜力可能高达65-85%。
所提出的方法提供了一种在减少水消耗的情况下保持湿式冷却CSP设备的热效率的有效方式。本文的研究成果有助于为CSP工厂设计先进的全天候冷却系统。“全球发电行业的耗水量预计在未来四十年内将翻一番。我们的辅助冷却系统设计可以帮助位于沙漠和干旱地区缺水地区的电厂解决日益增长的用水需求，”杨教授总结道。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
