【儀表網 研發快訊】當前，加快建設以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地，是推動新型電力系統建設和實現能源低碳轉型戰略目標的重要路徑之一。中國綠發海西州多能互補集成優化國家示范工程，其總裝機容量70萬千瓦，包括20萬千瓦光伏項目、40萬千瓦風電項目、5萬千瓦光熱項目以及5萬千瓦電化學儲能項目。項目年發電量約12.63億千瓦時，每年可節約標準煤約40.15萬噸，是世界上首個集風光熱儲調荷于一體的多能互補科技創新項目。其中，電化學儲能具有調節速度快、布置靈活、建設周期短、環境友好等獨特優勢，有助于解決可再生能源發電的不連續、不可控問題，保障電力系統持續穩定輸出電能，從而更大程度上替代化石燃料發電。然而，熱管理是保證電化學儲能系統在沙戈荒大能源基地中持續安全運行的關鍵。過高的溫度不僅會降低儲能系統的效率，影響儲能收益，導致溫控系統能耗高，增加儲能系統運行成本，還可能引發安全風險，甚至導致系統故障。
中國科學院蘭州化學物理研究所資源化學與能源材料研究中心高祥虎研究員團隊近年來圍繞電站關鍵材料，專注于大型電化學儲能電站的熱管理技術研究。團隊基于無源制冷概念，構建太陽-外太空-地球能源利用體系，通過精確調控涂層的太陽光反射光譜(反射率97.5%)和2.5-16 μm的中紅外波段發射譜(發射率95.2%)，開發的輻射制冷涂層不僅能反射太陽能輻射，還能增強與周圍環境和整個大氣窗口(8-13 m)之間的輻射傳熱，從而實現大型儲能設備的有效降溫和動態輻射熱調控。同時，該涂層具有良好的耐磨、耐紫外老化、自清潔等性能。近期，在中國綠發魯能新能源(集團)有限公司青海分公司大力支持下，該材料在格爾木光伏產業園的大規模電化學儲能電站進行了示范應用。2024年8月18日至9月5日，在實際運行的儲能集裝箱進行了連續19天的性能測試。結果表明：在不同太陽輻照度下，應用該輻射制冷涂層的集裝箱，其基材表面溫度可降低約15℃-20℃，日均空調制冷耗電量降低約10%～15%。
(a) 構建地球-太陽-外太空能源利用體系；(b) 輻射制冷涂層反射光譜；(c) 不同粒徑光學材料對0.5μm入射光的散射系數和(d) 電場分布；(e) 2024年8月18日06：00-19日06：00，太陽輻照度及儲能集裝箱表面溫度變化和(f) 空調制冷耗電量變化
本項目研究成果將輻射推廣至河西走廊清潔能源基地、新疆清潔能源基地、黃河上游清潔能源基地、黃河幾字灣清潔能源基地，為清潔電力外送及能源新質生產力發展提供技術支撐。
該工作得到了中國綠發魯能新能源(集團)有限公司青海分公司和西安熱工研究院的大力支持。
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