德国科学家研究水泥蓄热发电
水泥 国家电网报 2009-03-06
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很多人可能都有过这样的经历：在夏日傍晚，尽管太阳早已落山，但露天的水泥凳子、水泥墙面或者水泥路面仍然有些发烫，有时甚至让人难以长时间接触。导致这一现象的原因，就是水泥的蓄热性能很好。据此，有些科学家就设想：能否利用水泥装置，先将太阳能以热能形式储存起来，到夜里再利用储存起来的热能发电呢？当然可以！
德国科研人员在2008年年底已成功开发了一种水泥蓄热装置，这种装置可以把白天的太阳能储存到温度可达400摄氏度的介质中，然后再在需要时利用存起来的热能发电。
据报道，德国航空航天中心热动力学研究所的科研人员，在德国斯图加特大学的试验场地搭建了一个混凝土蓄热示范装置。这个蓄热装置看上去就像一个大混凝土块，但里面布满输油管道，管道里流的是载热油。这些载热油可以加热混凝土，也可以把混凝土储蓄的热吸收出来。
混凝土蓄热示范装置的具体工作原理是：先把载热油输入巨大的布满输油管道的水泥块蓄热器中，依靠白天水泥块储蓄到的太阳能热量，将油的温度加热到近400摄氏度，然后再把冷油输入蓄热器，将储蓄的热能交换出来。交换出来的热能再通过普通的蒸汽轮机发电机组发电。白天收集到的多余热能，就储存在混凝土蓄热器里，以便晚上延长发电时间。
和其他蓄热器相比，这种蓄热装置利用的是具有良好蓄热性能的混凝土，因此造价很低，且操作简便易行，很适合推广。混凝土蓄热器还有另外一个好处，即可以灵活配置：发电机组装机容量大的时候，多配几个混凝土块就行了。
水泥蓄热装置可普遍用于太阳能光热发电站。在终年阳光明媚的地区，如我国新疆的塔克拉玛干沙漠，内蒙古的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠等地，这种水泥蓄热器就很值得广泛开发利用。而且水泥的主要原料——沙子和砾石，在沙漠地带几乎免费就可获取。
不过，制造水泥蓄热器的技术难度并不低。这是因为，水泥蓄热器里的金属输油管道和水泥的热膨胀系数不同。热膨胀是指物体由于温度改变而产生胀缩的现象，热膨胀系数则是指单位温度变化所导致的物体体积变化。如果直接在金属输油管道上浇注水泥，温度变化时，因管道与水泥膨胀程度不同，会导致产生裂纹。研究人员由此设想，在金属管道上裹一层石墨，以便让金属管道和水泥可以相互独立地热胀冷缩。这样还可以进一步改善管道和水泥块之间的热传递效果。目前，这方面的研究已经取得很大进展。
人们相信，不久之后，水泥蓄热器就会在很多沙漠地区大显身手。
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