德国研发太阳能反应器 助太阳能储热机器日夜运行

太阳能一直是再生能源中最受欢迎的产业，但不论是太阳能光伏还是（CSP），这些设备在夜间就无法起任何作用，需要加装储能系统或是关闭太阳能设施，但强制关闭太阳能聚光系统将会对设备造成损害，加装储能系统又意味着更花钱。

图片来源：德国航太中心

而为了解决此问题，德国航太中心（DLR）的科学家研发一个名为CONTISOL的太阳能反应器，该设计还包含太阳能储热机器，让系统日夜都可以运行。

有别于太阳光伏利用光电转换来发电，聚光式太阳能是透过数以万计的镜子来聚集太阳光，借由太阳热能来进行化学反应，并把热能转移至水中产生蒸气，用于蓄热、水分解制氢或是用蒸气来驱动发电机。反应器的温度会在日间轻松达到800°C至900°C，但温度会在晚上逐渐冷却，还要在早晨的时候预热，浪费时间与热能。

而德国科学家则希望透过CONTISOL来解此问题。在设计概念中，日间利用太阳来加热两个充气腔（Chamber），一个用来将热空气输送到反应器中，进行化学反应并产生氢气；另一个气腔则会被加热至超过1,000°C，用来储存热能并在夜间取出，让反应器在无日照时也能使用。

CONTISOL论文主要作者JustinLapp表示，聚光太阳能容易受到天气、云量的影响，在晚上也不能有所作为，因此CONTISOL的设计概念就是将两个反应器组合在一起，一个是直接将阳光用于化学反应，另一个是储存热能，两者相互替换。

为了测试该系统，德国航太中心利用氙气灯来模拟太阳热能，而该机器可以在850°C的温度运行并拥有5kW的功率。虽然产生的电量相当低，但这项测试与研究目标是反应器的可行性，并希望在为来可用于商业用途。

CONTISOL成功解决了聚光太阳能“夜间无用处”缺点以及热化学（Thermochemistry）的温度限制，像是核反应炉就无法温度如此高的情况下有效运行。而这项反应器也是透过太阳能而非核能来运作，并可在1,500℃的温度下制氢。而充气腔中的空气是由外面抽取，有效的利用外界的空气，则能让反应器更加便宜与稳定。Lapp指出，空气冷却后也可以直接排出，化学结构在高温下也不会改变。

太阳能是备受看好的绿能产业之一，因此确保太阳能的效率与可用性是各个再生能源厂商的关键挑战。德国目标于2050年达到100%再生能源供电，并在过去两年内在绿能发展投入2,000亿美元，目前其太阳光电的设备容量为欧洲第一，持续开发太阳能产业将对其再生能源发展大有裨益。