日前，國內(nèi)首個光熱裝配式能源島在新疆吐魯番湘吐熱經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園順利竣工。三千公里外，長沙理工大學的科研人員在學校源網(wǎng)荷儲綜合能源系統(tǒng)實驗室通過遠程操控，密切關注著每一個運行指標的動態(tài)。

這個能源島由長沙理工大學主導研發(fā)和首創(chuàng)設計，歷時兩年正式落地“火洲”吐魯番，創(chuàng)新性采用離網(wǎng)式冷熱電綜合儲能與供能，標志著該?？萍荚~出“硬核”一步。

煩人“熱浪”變身“綠色熱資源”

火焰山腳下，極目黃砂，唯日光如火。

烈日下，藍色光伏板整齊排列，光熱集熱系統(tǒng)呈抓握狀、集熱場的追光系統(tǒng)正循著日照緩慢旋轉。另一側，儲熱系統(tǒng)正源源不斷地將采集的熱能存儲，以備即時供應……占地近3000平方米，國內(nèi)首個光熱裝配式能源島已上線運行。

這一成果來之不易。2021年暑假，應湖南省援疆前方指揮部和吐魯番市政府邀請，時任長沙理工大學副校長劉建民率領能源動力相關學科專家一行赴新疆考察調(diào)研。一下飛機，熱浪撲面襲來，讓人喘不過氣。

熱，是吐魯番最顯著的標簽。一年之中炎熱的氣候有半年之久，夏季氣溫常居40攝氏度以上，地表溫度可達70攝氏度。“火洲”由此得名。

如何在這片“熱”土上作好“科技”文章?

調(diào)研中，專家了解到吐魯番年平均日照時數(shù)長達3200小時，年均降雨量卻僅有16毫米。“日照長、氣溫高、降水少，正是光熱資源綜合利用的絕佳之地。”

令人避之不及的“熱浪”，成為專家眼中取之不盡、用之不竭的“熱資源”。

走訪調(diào)研、前期論證、綜合選址、技術攻關……兩年間，在湖南省援疆前方指揮部、湖南省科技廳的大力支持下，長沙理工大學科研人員五進吐魯番，聯(lián)合中國電力國際發(fā)展有限公司、中交火焰山汽車檢測有限公司、湘能楚天電力集團、國輝(武漢)智慧能源有限公司等多方力量，力促科技資源不斷聚集，為當?shù)?ldquo;熱經(jīng)濟”注入“源頭活水”。

難題不止于“熱”。吐魯番地貌豐富，沙漠與綠洲交相呼應。在遼闊的荒漠地帶，人煙稀少，電網(wǎng)覆蓋極為薄弱。

如何不依賴電網(wǎng)獨立運行?能源島交出完美答卷——其關鍵技術集太陽能光伏發(fā)電模塊、太陽能集熱模塊、儲能(電、熱、冷)系統(tǒng)、集控中心于一體，實現(xiàn)了源側集能、儲側存能、用戶側供能的閉環(huán)作業(yè)，不依賴電網(wǎng)即可實現(xiàn)獨立存儲與供應電、熱、冷能。

百分百綠色能源利用、百分百零碳排放、百分百離網(wǎng)運行……運營成本、安全性等多項指標刷新紀錄，在廣闊的疆域地帶，能源島為西部儲能安全提供了一個全新樣本。

冷鏈“黑科技”打通鮮果“最先一公里”

科技援疆，根在創(chuàng)新，本在惠民。

提起吐魯番，人們想到的不止炎炎火焰山，還有味美多汁的葡萄、哈密瓜等新鮮優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。超高氣溫和超長日曬，給了水果超高甜度的口感，“瓜果之鄉(xiāng)”名副其實。

一頭是在疆果農(nóng)的提質(zhì)增收，一頭關系著內(nèi)地廣大民眾“舌尖上”的福祉。由于距離遠、損耗大、成本高等原因，吐魯番的瓜果雖聞名遐邇卻難以原汁原味送達大江南北。

“無電網(wǎng)覆蓋的田間地頭讓能源供給更顯困難，這意味著新鮮采摘的優(yōu)質(zhì)蔬果無法保鮮，口感和品質(zhì)都將在運輸中大打折扣。”能源與動力工程學院李傳常教授說。

如何破題?李傳常團隊就地取材，研制了沙漠砂固體儲熱材料、高循環(huán)穩(wěn)定性相變儲冷材料等關鍵材料，攻克了在極端高溫、干熱的環(huán)境下長時儲熱-高效制冷-長時儲冷的技術難題，建起了一座集裝箱式可移動無源儲冷冷庫。

“冷能存儲時長可達96小時。”李傳常介紹說，利用相變儲冷技術，儲能冷鏈“黑科技”將打通“最先一公里”，全程“護航”新鮮瓜果從田間地頭送達千家萬戶的餐桌。

惠民的探索不止于此。在能源島上還建有首個源網(wǎng)荷儲體驗站，以夏季供冷、冬季供暖為主體，體驗站傾力為到訪者打造舒適的離網(wǎng)式辦公、休憩、中轉服務;針對日益增多的新能源汽車用戶，能源島還設有雙槍式快充充電樁，滿足不同群體的個性化需求……

據(jù)悉，光熱裝配式能源島是吐魯番湘吐熱經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園落地的首個示范引導項目，也是長沙理工大學-吐魯番熱資源開發(fā)與利用專家工作站首個工程實踐項目。長沙理工大學黨委書記付宏淵表示，學校將繼續(xù)向吐魯番地區(qū)派出專家學者開展實地研究和工程實踐，持續(xù)鍛造學校服務國家能源安全的重要力量，在服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展、造福人民群眾中取得更多實質(zhì)性成果。