當(dāng)前，加快建設(shè)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地，是推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)和實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略目標(biāo)的重要路徑之一。中國(guó)綠發(fā)海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化國(guó)家示范工程，其總裝機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，包括20萬(wàn)千瓦光伏項(xiàng)目、40萬(wàn)千瓦風(fēng)電項(xiàng)目、5萬(wàn)千瓦光熱項(xiàng)目以及5萬(wàn)千瓦電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目。項(xiàng)目年發(fā)電量約12.63億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約40.15萬(wàn)噸，是世界上首個(gè)集風(fēng)光熱儲(chǔ)調(diào)荷于一體的多能互補(bǔ)科技創(chuàng)新項(xiàng)目。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能具有調(diào)節(jié)速度快、布置靈活、建設(shè)周期短、環(huán)境友好等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有助于解決可再生能源發(fā)電的不連續(xù)、不可控問(wèn)題，保障電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定輸出電能，從而更大程度上替代化石燃料發(fā)電。然而，熱管理是保證電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)在沙戈荒大能源基地中持續(xù)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。過(guò)高的溫度不僅會(huì)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率，影響儲(chǔ)能收益，導(dǎo)致溫控系統(tǒng)能耗高，增加儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行成本，還可能引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

圖1．　應(yīng)用輻射制冷涂層的電化學(xué)儲(chǔ)能集裝箱

中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所資源化學(xué)與能源材料研究中心高祥虎研究員團(tuán)隊(duì)近年來(lái)圍繞電站關(guān)鍵材料，專注于大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站的熱管理技術(shù)研究。團(tuán)隊(duì)基于無(wú)源制冷概念，構(gòu)建太陽(yáng)－外太空－地球能源利用體系，通過(guò)精確調(diào)控涂層的太陽(yáng)光反射光譜（反射率97.5％）和2.5－16　μm的中紅外波段發(fā)射譜（發(fā)射率95.2％），開(kāi)發(fā)的輻射制冷涂層不僅能反射太陽(yáng)能輻射，還能增強(qiáng)與周圍環(huán)境和整個(gè)大氣窗口（8－13　m）之間的輻射傳熱，從而實(shí)現(xiàn)大型儲(chǔ)能設(shè)備的有效降溫和動(dòng)態(tài)輻射熱調(diào)控。同時(shí)，該涂層具有良好的耐磨、耐紫外老化、自清潔等性能。近期，在中國(guó)綠發(fā)魯能新能源（集團(tuán)）有限公司青海分公司大力支持下，該材料在格爾木光伏產(chǎn)業(yè)園的大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能電站進(jìn)行了示范應(yīng)用。2024年8月18日至9月5日，在實(shí)際運(yùn)行的儲(chǔ)能集裝箱進(jìn)行了連續(xù)19天的性能測(cè)試。結(jié)果表明：在不同太陽(yáng)輻照度下，應(yīng)用該輻射制冷涂層的集裝箱，其基材表面溫度可降低約15℃－20℃，日均空調(diào)制冷耗電量降低約10％～15％。

圖2．　（a）　構(gòu)建地球－太陽(yáng)－外太空能源利用體系；（b）　輻射制冷涂層反射光譜；（c）　不同粒徑光學(xué)材料對(duì)0.5μm入射光的散射系數(shù)和（d）　電場(chǎng)分布；（e）　2024年8月18日06：00－19日06：00，太陽(yáng)輻照度及儲(chǔ)能集裝箱表面溫度變化和（f）　空調(diào)制冷耗電量變化

本項(xiàng)目研究成果將輻射推廣至河西走廊清潔能源基地、新疆清潔能源基地、黃河上游清潔能源基地、黃河幾字灣清潔能源基地，為清潔電力外送及能源新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展提供技術(shù)支撐。

該工作得到了中國(guó)綠發(fā)魯能新能源（集團(tuán)）有限公司青海分公司和西安熱工研究院的大力支持。