[发明专利]作为用于基于油的太阳能热电站的储存介质的混合盐

说明书

本发明涉及例如在夜间或阴天的情况下，作为太阳能发电厂的热交换器 的能量储存介质的混合盐(Salzgemisch)。

太阳能塔(Solartürme)、槽形抛物面和菲涅尔反射镜是太阳能发电厂技术 的已知组件。这种“绿色”技术将在今后覆盖能量供给的一部分。这种情况 下，利用来自太阳能的热量使水蒸发并驱动蒸汽涡轮机来发电。为了蒸发水 而操作热交换器，用太阳能加热的有机油被引入所述热交换器中。

这种情况的不足在于，在夜间、在阴天的情况下或在维护期间所述设备 不提供能量用于加热作为传热介质而使用的油。因此，需要能量储存装置， 其从太阳能发电厂吸收多余的热能并且在必要时，即例如夜间，将所述热能 馈送进热交换器中。

从DE102011008091.0已经已知一种用于太阳能热电厂的传热介质。这 种盐类混合物(Salzgemenge)包含在混合盐中的硝酸钡和/或硝酸锶。所述在 太阳能热电厂中用作传热介质的已知盐类混合物的特征通常是特别低的熔 点，例如低于150℃或甚至更低的温度。所述熔点特别低的盐类混合物总是 具有高含量的钾离子，例如在钙-钠-钾硝酸盐的混合盐中高达54摩尔％的钾 离子，如从EP004976所已知的。

混合盐的低熔点对储热介质并不像对传热介质那样重要，因为在热交换 器中使用的储存能量的能力并不取决于液化的程度。

虽然在先前已知的使用油作为传热介质的太阳能发电站中已经在热交 换器中使用混合盐，但是硝酸钾KNO₃的量在此是一个显著的成本因素。因 此，有必要鉴于可比的热容量、动力学粘度和热稳定性降低硝酸钾在适用于 储热的混合盐中的量。

太阳能热电站可借助太阳能塔、槽形抛物面技术和/或借助菲涅尔反射 镜来运行。这种情况下有机油适合作为传热介质，在此特别考虑这样的发电 厂，其中使用油，所述油具有低于30℃的熔点和范围为400℃至500℃的 最大操作温度。

因此，本发明的目的在于提供一种混合盐，其适用于针对用油操作的太 阳能发电厂的能量储存，而且在这种情况下并不昂贵并且包含低于50摩尔％ 的钾含量。

所述目的通过本发明的主题得以解决，该主题涉及用于太阳能热电厂中 能量储存的、包含双组分的二元混合盐，其具有为200℃至250℃的熔点范 围，其包含硝酸钠NaNO₃和复盐KNO₃*5Ca(NO₃)₂*xH₂O，其中x可取0 到10之间的任意整数。此外，本发明的主题是所述混合盐在使用油作为传 热介质来运行的太阳能电厂中的用途。

根据本发明的一项优选的实施方式，所述混合盐还包含量高达30摩尔％ 的硝酸钙。

根据本发明的一项优选的实施方式，硝酸钠在混合盐中的量为85至97 摩尔％。

作为杂质，所述混合盐包含例如因制备而产生的量高达0.07重量％的硝 酸铵(NH₄NO₃)。

同样，所述混合盐可包含因制备而产生的少量的，例如0.06至0.04重 量％的氯化物。

根据一项优选的实施方式，脱水形式(即具有x＝0)的复盐在所述混合盐 中的量为3至15摩尔％。

根据需要，混合盐中的复盐可具有不同含量的结晶水，包括x＝0至x＝ 10，其中对于x＝10，混合盐中的复盐的量增加至45-55重量％。这种情况 下，随着结晶水含量的增加，混合盐中的以重量百分比计的复盐的百分比量 也增加。

实施例：

表1

表1示出了根据本发明的一系列混合盐及其组成与典型的晒制盐之间 的比较，所述晒制盐包含的钠和钾的比例为6:4。对这些混合物以及参照样 品在它们的熔化特性方面进行了研究，结果示于图1中。

表2示出了混合盐中的氯化物含量因使用可商购的复盐导致降低，该氯 化物造成腐蚀并由此是不期望的。

通过本发明克服了现有技术中的用于太阳能发电厂中的能量储存的混 合盐的显著缺点。因此，通过使用含少量杂质的复盐钾-钙-硝酸盐 KNO₃*5Ca(NO₃)₂*10H₂O，在对使用油作为传热介质来运行的太阳能发电厂 中的能量储存能力相同的情况下显著降低了成本。

本发明涉及，例如在夜间或阴天的情况下，作为太阳能发电厂的热交换 器的能量储存介质的混合盐。本发明的混合盐通过钾:钙的比例为1:5的钾钙 复盐代替混合盐中的传统的硝酸钾和硝酸钙化合物。