日前，國(guó)內(nèi)首個(gè)光熱裝配式能源島在新疆吐魯番湘吐熱經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園順利竣工。三千公里外，長(zhǎng)沙理工大學(xué)的科研人員在學(xué)校源網(wǎng)荷儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)遠(yuǎn)程操控，密切關(guān)注著每一個(gè)運(yùn)行指標(biāo)的動(dòng)態(tài)。
這個(gè)能源島由長(zhǎng)沙理工大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)和首創(chuàng)設(shè)計(jì)，歷時(shí)兩年正式落地“火洲”吐魯番，創(chuàng)新性采用離網(wǎng)式冷熱電綜合儲(chǔ)能與供能，標(biāo)志著該?？萍荚~出“硬核”一步。
煩人“熱浪”變身“綠色熱資源”
火焰山腳下，極目黃砂，唯日光如火。
烈日下，藍(lán)色光伏板整齊排列，光熱集熱系統(tǒng)呈抓握狀、集熱場(chǎng)的追光系統(tǒng)正循著日照緩慢旋轉(zhuǎn)。另一側(cè)，儲(chǔ)熱系統(tǒng)正源源不斷地將采集的熱能存儲(chǔ)，以備即時(shí)供應(yīng)……占地近3000平方米，國(guó)內(nèi)首個(gè)光熱裝配式能源島已上線運(yùn)行。
這一成果來(lái)之不易。2021年暑假，應(yīng)湖南省援疆前方指揮部和吐魯番市政府邀請(qǐng)，時(shí)任長(zhǎng)沙理工大學(xué)副校長(zhǎng)劉建民率領(lǐng)能源動(dòng)力相關(guān)學(xué)科專家一行赴新疆考察調(diào)研。一下飛機(jī)，熱浪撲面襲來(lái)，讓人喘不過(guò)氣。
熱，是吐魯番最顯著的標(biāo)簽。一年之中炎熱的氣候有半年之久，夏季氣溫常居40攝氏度以上，地表溫度可達(dá)70攝氏度。“火洲”由此得名。
如何在這片“熱”土上作好“科技”文章?
調(diào)研中，專家了解到吐魯番年平均日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)達(dá)3200小時(shí)，年均降雨量卻僅有16毫米。“日照長(zhǎng)、氣溫高、降水少，正是光熱資源綜合利用的絕佳之地。”
令人避之不及的“熱浪”，成為專家眼中取之不盡、用之不竭的“熱資源”。
走訪調(diào)研、前期論證、綜合選址、技術(shù)攻關(guān)……兩年間，在湖南省援疆前方指揮部、湖南省科技廳的大力支持下，長(zhǎng)沙理工大學(xué)科研人員五進(jìn)吐魯番，聯(lián)合中國(guó)電力國(guó)際發(fā)展有限公司、中交火焰山汽車檢測(cè)有限公司、湘能楚天電力集團(tuán)、國(guó)輝(武漢)智慧能源有限公司等多方力量，力促科技資源不斷聚集，為當(dāng)?shù)?ldquo;熱經(jīng)濟(jì)”注入“源頭活水”。
難題不止于“熱”。吐魯番地貌豐富，沙漠與綠洲交相呼應(yīng)。在遼闊的荒漠地帶，人煙稀少，電網(wǎng)覆蓋極為薄弱。
如何不依賴電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行?能源島交出完美答卷——其關(guān)鍵技術(shù)集太陽(yáng)能光伏發(fā)電模塊、太陽(yáng)能集熱模塊、儲(chǔ)能(電、熱、冷)系統(tǒng)、集控中心于一體，實(shí)現(xiàn)了源側(cè)集能、儲(chǔ)側(cè)存能、用戶側(cè)供能的閉環(huán)作業(yè)，不依賴電網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立存儲(chǔ)與供應(yīng)電、熱、冷能。
百分百綠色能源利用、百分百零碳排放、百分百離網(wǎng)運(yùn)行……運(yùn)營(yíng)成本、安全性等多項(xiàng)指標(biāo)刷新紀(jì)錄，在廣闊的疆域地帶，能源島為西部?jī)?chǔ)能安全提供了一個(gè)全新樣本。
冷鏈“黑科技”打通鮮果“最先一公里”
科技援疆，根在創(chuàng)新，本在惠民。
提起吐魯番，人們想到的不止炎炎火焰山，還有味美多汁的葡萄、哈密瓜等新鮮優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。超高氣溫和超長(zhǎng)日曬，給了水果超高甜度的口感，“瓜果之鄉(xiāng)”名副其實(shí)。
一頭是在疆果農(nóng)的提質(zhì)增收，一頭關(guān)系著內(nèi)地廣大民眾“舌尖上”的福祉。由于距離遠(yuǎn)、損耗大、成本高等原因，吐魯番的瓜果雖聞名遐邇卻難以原汁原味送達(dá)大江南北。
“無(wú)電網(wǎng)覆蓋的田間地頭讓能源供給更顯困難，這意味著新鮮采摘的優(yōu)質(zhì)蔬果無(wú)法保鮮，口感和品質(zhì)都將在運(yùn)輸中大打折扣。”能源與動(dòng)力工程學(xué)院李傳常教授說(shuō)。
如何破題?李傳常團(tuán)隊(duì)就地取材，研制了沙漠砂固體儲(chǔ)熱材料、高循環(huán)穩(wěn)定性相變儲(chǔ)冷材料等關(guān)鍵材料，攻克了在極端高溫、干熱的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱-高效制冷-長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)冷的技術(shù)難題，建起了一座集裝箱式可移動(dòng)無(wú)源儲(chǔ)冷冷庫(kù)。
“冷能存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)可達(dá)96小時(shí)。”李傳常介紹說(shuō)，利用相變儲(chǔ)冷技術(shù)，儲(chǔ)能冷鏈“黑科技”將打通“最先一公里”，全程“護(hù)航”新鮮瓜果從田間地頭送達(dá)千家萬(wàn)戶的餐桌。
惠民的探索不止于此。在能源島上還建有首個(gè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)體驗(yàn)站，以夏季供冷、冬季供暖為主體，體驗(yàn)站傾力為到訪者打造舒適的離網(wǎng)式辦公、休憩、中轉(zhuǎn)服務(wù);針對(duì)日益增多的新能源汽車用戶，能源島還設(shè)有雙槍式快充充電樁，滿足不同群體的個(gè)性化需求……
據(jù)悉，光熱裝配式能源島是吐魯番湘吐熱經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園落地的首個(gè)示范引導(dǎo)項(xiàng)目，也是長(zhǎng)沙理工大學(xué)-吐魯番熱資源開(kāi)發(fā)與利用專家工作站首個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目。長(zhǎng)沙理工大學(xué)黨委書(shū)記付宏淵表示，學(xué)校將繼續(xù)向吐魯番地區(qū)派出專家學(xué)者開(kāi)展實(shí)地研究和工程實(shí)踐，持續(xù)鍛造學(xué)校服務(wù)國(guó)家能源安全的重要力量，在服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、造福人民群眾中取得更多實(shí)質(zhì)性成果。
