近日，印度国家理工学院(NIT)库鲁克谢特拉分校和国家太阳能研究所(NISE)古尔冈分校的研究人员取得一项创新成果，创造出一个太阳能间歇泉系统原型。该系统利用普通沙子储存热量，将能源成本降低至每千瓦时0.0233美元。

研究人员在新研究中表示，此次实验研究评估了光伏集成细砂太阳能间歇泉(PFSG)系统的热性能。这种创新的“细沙太阳能喷泉”(FSG)为太阳能间歇性问题提供了有效解决方案。

参与该项目的研究员Dinesh Kumar Saini向《PV Magazine》透露，FSG系统通过将热能储存在细沙中，克服了太阳辐射的间歇性，为水加热提供了一种可持续、环保且经济高效的途径。

研究详细解释了系统构成，该系统包含一个基于细沙的太阳能间歇泉(FSG)，其中设有一根镍铬丝加热棒(NHR)和一个圆形热交换器(CHX)，以增强热能的转换、储存和提取。三块300瓦多晶硅太阳能电池板产生的电能驱动镍铬丝加热棒，加热棒将电能转化为热能，并高效地储存在120公斤细沙中。

选择沙子作为储热介质，是因为其具有显著的热质量、优异的保温能力、均匀的热量分布，以及成本低廉和储量丰富的特点。当需要热水时，带有铝翅片的圆形热交换器开始运转，将沙子中储存的热量转移到流经嵌入式管道的水中。

该原型机性能卓越。在初始测试中，FSG内部的沙子温度在运行第一天从25.2°C(77.36°F)飙升至164.2°C(327.56°F)，第二天从94.7°C(202.46°F)飙升至211.9°C(413.42°F)。相应地，FSG存储了14.02 MJ和11.81 MJ的热能，充电效率分别为97.41%和90.76%。

实际上，该系统在两天内分别输送了140升和152升热水，流速保持在每分钟0.67升。用户感受到水温明显上升，这几天FSG进水口和出水口的平均温差分别为11.7°C(53.06°F)和13.75°C(56.75°F)，两天的排水效率均在90%左右。研究人员强调，该系统使140升水的平均水温升高了11.7°C，152升水的平均水温升高了13.75°C，排放效率分别为90.0%和90.05%。

这一发展在经济方面意义重大。技术经济分析表明，FSG是家庭热水供暖的可行选择。研究总结称，PFSG系统的能源成本为0.0233美元/千瓦时，回收期为4.45年，预期运行寿命为25年，即使在太阳辐射较低或夜间条件下，也能为家庭热水提供可持续且经济高效的解决方案。