撒哈拉沙漠每年从太阳获得约2200万兆瓦时的能量,这比人类每年消耗的能源还要多100倍。
作为光热人,你是否也曾有过这种幻想:如果把光热电站“种在”世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠,困扰全球的能源危机是否就可迎刃而解?
对于光资源条件要求较高的光热发电似乎很适合撒哈拉沙漠,该区域平均dni(即direct normal irradiancei/太阳直接法向辐射,是确定是否适合建设光热电站的关键参数)为2500–2800 kwh/m2/yr,光资源非常丰富。
同时,撒哈拉沙漠阳光直射、云层少和终年高温等气候特点可以使光热发电系统的发电效率更高。
当然,基于目前相对较高的光热发电成本,这仍只能是一种幻想,但不妨碍相关人士对于这一幻想进行进一步推演测算。
直接公布答案:按照测算,以美国110mw新月沙丘太阳能项目的发电表现为参照,全球每年23398twh的用电消耗仅需在约146237平方公里的撒哈拉沙漠中建设光热电站即可满足【详见下图】。
注:测算参考新月沙丘项目的相关数据,该项目集热器总面积为296英亩(1200000m2);dni为2685 kwh/m2/yr;年净产量在196gwh以上;那么每平方千米的年净发电量则为196gwh/1.2 km2=163 gwh/km2=0.16 twh/km2;撒哈拉沙漠平均dni为2500–2800 kwh/m2/yr,电力净输出也按照0.16 twh/km2进行估算。
图片来自world-of-engineering
由上图红色区域比对可见,146237平方公里约占撒哈拉沙漠的1/64;同理见上图,如需满足亚太、欧洲等地区年用电需求,则需在面积更小的撒哈拉沙漠建设光热电站即可满足【具体测算数据见下表】。
虽然上述只是脱离实际的测算,但目前确已有光热发电项目在撒哈拉沙漠西北边缘地区落地,那就是目前世界上已建成投运的最大太阳能综合体项目noor ouarzazate。
noor ouarzazate综合体项目配置了160mw的noor1(槽式)和200mw的noor2(槽式)以及150mw的noor3(塔式)三座光热项目,光热总装机510mw,光伏装机约70mw。
由此,我们也可以期待未来来自撒哈拉沙漠的太阳能能够为人类能源供应和应对气候变化做出更多贡献。
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