在最近发表在《杂志》上的文章中储能和节省，研究人员对集中的太阳能发电厂中辐射冷却和冷藏的效用进行了详细讨论。
学习：辐射冷却和浓缩太阳能发电厂的冷藏。图片来源：Novikov Aleksey/Shutterstock.com
背景
浓缩太阳能（CSP）植物正迅速成为可再生能源最重要的来源之一。在如此严重的情况下，传统的热电厂冷却溶液（例如效率较低的干燥冷却和水密集型湿冷却）不适合选择，因为大多数CSP设施都是内置的，阳光明媚，热和干燥的位置，供水有限。
与传统的热电厂不同，可以轻松控制输出发电和输入热能，由于太阳能照射可用性施加的限制，除非得到热存储设备或其他热能源，否则CSP植物的灵活性较小。
通过辐射冷却系统补充的循环湿冷浓缩太阳能（CSP）植物。（a）带有蒸发湿冷却塔和放置在冷却塔之前的补充辐射冷却系统的抛物线槽CSP植物的示意图。（b）单个辐射冷却模块的示意图，用高度太阳能反射和有选择性的辐射冷却膜层压。它还突出了确定的天气条件，以及与此辐射冷却模块相关的传热过程。（c）辐射冷却膜和大气的光谱发射率（PW = 5mm，顶峰 = 45o）以及光谱太阳辐照度和黑体辐射。图片来源：Aili，A等人，能源存储和储蓄
为了解决CSP植物面临的与水有关的问题，必须开发补充冷却溶液，以减少CSP植物对水的依赖，同时通过循环湿冷却在达到的水平下保持热效率。辐射冷却是最近引起了很多关注的另一种潜在的补充冷却溶液。
即使在阳光直射下，新型的冷却辐射材料也已被证明使物体的温度sub-ambient。欧洲杯足球竞彩已经创建了使用辐射冷却材料的水冷却系统，并证明能够将水冷却到亚物种温度，并以最小的蒸发水分流欧洲杯足球竞彩失和用电方式将水冷却。在某些气象环境下，提出了用于CSP设施的辐射冷却。但是，目前尚不清楚不同地区的节水电势如何不同。
关于研究
在本研究中，作者调查了通过结合额外的冷藏和辐射冷却来减少消耗性用水的可能性。他们讨论了太阳能富含太阳能但热压力的区域对CSP系统的重要性。
他们还评估了无水冷却和水密集型湿冷却对CSP植物功能的影响。说明了循环冷却对CSP系统的热效率和水的可用性/温度的影响。同样，确定了有效的补充冷却以减少水分流失的重要性，同时确定了CSP设施的热效率。
通过使用参考CSP植物模型与补充辐射冷却系统的参考CSP植物模型，辐射冷却系统在白天和晚上都在辐射冷却系统一起工作时，仅白天的辐射冷却和每年的美国西南部地区的潜在节水确定植物太阳能场。为了循环湿冷冷却的CSP植物，作者研究了将冷藏和辐射冷却用作辅助冷却技术的使用。
提出的辐射冷却系统的冷却能力是根据在整个连续美国各种天气条件下运行的参考CSP工厂的水储罐的能力和大小来建模的。使用两种冷却策略生产了美国大陆的年度节水地图：连续夜晚的运营和仅白天的运营。
湿冷的CSP工厂的补充辐射冷却系统的冷却策略，无热存储。（a）仅白天的操作而无需冷藏。如果工厂使用热存储或其他热能源运行24小时，则此策略也适用。（b）冷存储的昼夜操作。该策略假定CSP工厂的功率仅在白天没有热存储或其他热能源。图片来源：Aili，A等人，能源存储和储蓄
观察
在这项研究中，研究人员观察到，湿冷的CSP植物补充辐射冷却时，使用的蒸发水量减少。还观察到，仅白天的辐射冷却可以节省美国西南部热量的美国地区年度消费用水的40％，而当辐射冷却系统时，每年的潜在节水高达65％–85％白天和黑夜都有冷藏库。
此外，确定在美国西南部的美国西南部地区，每天的唯一辐射冷却系统的每年潜在节水接近40％–60％，在那里同时处理水稀缺和热电厂冷却非常艰难。还证明，具有昼夜辐射冷却系统的每年潜在节水高达65％–85％。
湿冷CSP植物的连续美国节水图。（a）仅白天的辐射冷却系统。（b）昼夜辐射冷却系统。仅白天的辐射冷却系统可能会减少美国西南部地区CSP植物的40％至60％的水分，而昼夜辐射冷却系统在同一地区将水损失减少了65 - 85％。图片来源：Aili，A等人，能源存储和储蓄
结论
总之，本文通过将辐射冷却系统与参考CSP设施的蒸发冷却塔相结合 - 莫哈韦太阳能项目，阐明了仅白天和昼夜辐射冷却的节水潜力。在不同天气条件下，该模型还应用于美国各地3000多个地点的参考CSP工厂。作者通过预测在这种情况下可以避免避免多少蒸发性水损失，证明了在白天和昼夜辐射冷却系统中连续的美国储蓄地图。
为了循环湿冷冷却的CSP植物，作者强调，辐射冷却和冷藏可用作辅助冷却技术。作者还认为，目前的发现开辟了可能提高湿冷CSP植物的热效率的可能性，同时降低其蒸发用水的使用，这在水压力和炎热的地方至关重要，有干旱和沙漠气候。
来源
Aili，A.，Tan，G.，Yin，X。等。辐射冷却和浓缩太阳能发电厂的冷藏。储能和储蓄（2022）。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/s277726835220024
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