Lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy: giải pháp hiệu quả trong thermal engineering, tận dụng nhiệt độ cao của muối để giữ và phát điện khi cần thiết.
Lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy
Trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt, lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy đang trở thành một giải pháp hiệu quả và được ưa chuộng để giải quyết nhu cầu sử dụng năng lượng không đều đặn trong ngày. Muối nóng chảy không chỉ giúp lưu trữ nhiệt lượng mà còn giúp tăng hiệu suất hoạt động của các hệ thống phát điện.
Nguyên lý hoạt động của muối nóng chảy
Muối nóng chảy là hỗn hợp của các loại muối có điểm nóng chảy thấp, thường là hỗn hợp của natri nitrat (NaNO3) và kali nitrat (KNO3). Khi muối nóng chảy này được đun nóng bằng năng lượng mặt trời hay nguồn nhiệt khác, chúng sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng và lưu trữ năng lượng nhiệt. Quá trình này có thể được mô tả bằng phương trình:
NaNO3 (rắn) + nhiệt → NaNO3 (lỏng)
Khi cần sử dụng năng lượng, muối lỏng sẽ được làm nguội và chuyển đổi lại thành muối rắn, trong quá trình đó, năng lượng được giải phóng và chuyển hóa thành điện năng hoặc nhiệt năng sử dụng cho các mục đích khác.
Ưu điểm của lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy
- Hiệu suất cao: Hệ thống muối nóng chảy có thể lưu trữ và giải phóng năng lượng với hiệu suất cao, thường đạt trên 90%.
- Tính ổn định: Muối nóng chảy có khả năng lưu trữ nhiệt trong thời gian dài mà không bị suy giảm chất lượng hay hiệu suất.
- An toàn và môi trường: Muối nóng chảy không gây cháy nổ và không phát sinh khí thải độc hại, giúp bảo vệ môi trường.
Ứng dụng của muối nóng chảy trong công nghiệp
Muối nóng chảy được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng mặt trời tập trung (Concentrated Solar Power – CSP). Trong hệ thống này, các tấm gương lớn sẽ tập trung ánh nắng mặt trời vào một điểm chứa muối nóng chảy. Năng lượng nhiệt từ ánh nắng sẽ đun nóng muối và lưu trữ năng lượng này. Khi cần sử dụng điện, nhiệt từ muối sẽ chuyển đổi nước thành hơi, qua đó chạy các tua-bin phát điện.
- Hệ thống năng lượng mặt trời Pampa Elvira ở Chile: Cung cấp hơi nước từ muối nóng chảy cho quá trình khai thác đồng.
- Nhà máy điện mặt trời Gemasolar ở Tây Ban Nha: Sử dụng muối nóng chảy để lưu trữ năng lượng, giúp cung cấp điện cả khi trời tối.
Kết luận
Lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy là một công nghệ tiên tiến và hứa hẹn trong việc sử dụng và quản lý năng lượng tái tạo. Với hiệu suất cao, tính ổn định và an toàn, muối nóng chảy đang trở thành một lựa chọn ưu việt trong các hệ thống lưu trữ năng lượng, góp phần quan trọng vươn tới mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.