太阳能产业正在全球兴起

1、南加州爱迪生电力公司的工人们正在面积达14英亩的仓库屋顶上铺设3.3万块轻型太阳能光电池板，将为1300户家庭供电。此前，加州政府颁布条款要求到2010年由可再生能源提 供的电力要达到全州的总电量的20%。

2、加州圣巴汀诺郡的广袤沙漠全年日照充裕，斯特林能源系统公司计划在此建立3万个太阳能接 收装置。新墨西哥州的桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）测试表明，该装置能将接收到光能25%转化成交流电。虽然高尖端的光伏太阳能板较之效率更高，但是光伏太阳能板所产生的直流电 再次转化为交流电时，能量损耗更大。

3、新型能源的发展历史中，旧技术逐步淘汰。在加州，旧的反射镜碎片散落在有25年历史的SEGS I厂里，这是美国第一家商用太阳能热电厂。

太阳能是取之不尽用之不竭的资源，如果人类能够合理加以利用，不断能满足自身的能源需求，还会给子孙后代留下一笔宝贵的财富。虽然，目前全世界范围内在太阳能使用技术及实际应用上还面临种种困难，但是毋庸置疑的是太阳能作为人类未来可再生能源，其前景是非常光明的。

美国在太阳能技术使用和实际应用方面是走在世界前列的国家。美国内华达太阳一号发电厂位于内 华达州莫哈韦沙漠。该发电厂占地250英亩，拥有18.2万块凹面镜。凹面镜组成的太阳能槽式设备将太阳的能量聚焦在位于镜子焦点线上的不锈钢 接收器管，而钢管内装有可流动的油等传热液体，在高温作用下油的温度升高至750华氏度，巨型的散热器吸收其中的热量给水加热产生蒸汽，蒸汽带动高压驱动 涡轮机和发电机运转，从而产生电能。这座发电厂每年可产生6400万瓦特，足够供1.4万户家庭或者几家拉斯维加斯赌场使用。

4、采集阳光,这是位于拉斯维加斯的内华达太阳一号太阳能发电厂的凹面镜在采集阳光，从而使装有水的钢管温度升高产生蒸汽，生产出6400万兆瓦电量。与昂贵的光伏太阳能板相比，政府部门往往更青睐于这种方式。

5、月出东山，新墨西哥州的桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）的太阳能接受装置静静地矗立着。破晓时分，每一个反射镜阵列会朝向太阳，收集太阳能给斯特林引擎加热，再驱动活塞工作产生电 能。要让从光能转化成能直接使用的交流电，没有比这更加有效的方法了。斯特林能源系统公司计划在洛杉矶和圣迭哥附近的沙漠中修建6万个这样的太阳能接收装 置。

6、Abengoa能源公司的PS10太阳能发电塔利用日光反射镜，直接将收集到的阳光反射到发电塔顶端的阳光收集器，从而驱动汽轮发电机来发电。在多云的天气下，如果工作人员将反射镜完全朝向天空，瞬间透过云层照射进来的阳光就足以使太阳能塔顶部的装置烧坏。

7、在西班牙的发电厂里，巨大的反射镜能瞬间收集120千万亿瓦特的太阳能。政府会对这种昂贵但具有前景的能源提供补贴，政府的刺激使欧洲成为了世界太阳能之都。

8、光伏太阳能。在德国巴伐利亚州一个农场里，屋顶上的太阳能板通过太阳光照射，光能将半导体如硅晶体中的电子激发出来发电。不同于聚光太阳能，光伏太阳能系统可以在小范围内高效地产生电能。

内华达太阳一号太阳能发电厂于2007年投产，是美国17年来第一座大型太阳能电厂。从那以 后，太阳能电厂在美国遍地开花。内华达太阳一号发电厂属于西班牙Acciona公司， 生产的电能又销售给内华达能源公司，而凹面镜则由德国生产。凹面镜坚硬无比，但易受灰尘的影响，需工作人员经常用水冲洗。钢管就安装在镜子焦点线上，上面 涂有黑色陶瓷以便更好地吸收阳光，而黑色陶瓷外面包裹着真空玻璃管实现绝缘。在晴朗的夏天，太阳直射的情况下，该发电厂能将21%的阳光转化成电能。每隔 30秒钟，凹面镜就会随太阳的移动改变朝向，直至正午完全朝上。760列凹面镜，每一列镜子能够生产8.4万瓦特的电力。虽然天然气发电厂效率更高，但是 太阳能的优势在于来源免费，而且不会产生温室气体。而且，与其它形式的可再生能源相比如风能，太阳能是来源最为丰富且最稳定的能源。

由于美国政府承诺要负责任地对待全球变暖问题，并且要放宽对外国石油的控制，太阳能最终可能 会受到青睐。去年油价飙升至每桶140美元，虽然在之后在经济危机中又持续走低一段时间，但是这仍然提醒人们未来不能过分依赖像石油这样不确定的能源。面 对经济危机，美国政府正着手发展国家的基础设施，其中就包括能源供应。奥巴马总统在他的就职演说中承诺“要发展利用太阳能、风能和石油能源”，并且在 2010年的财政预算中提出，要计划3年内将可再生能源总量翻一番。

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems）主任（Eicke Weber）韦伯表示：“人类目前大约需要16兆兆瓦的电能，到2020 年预计这一数字会达到20兆兆瓦，而地球陆地上所产生的太阳能是12万兆兆瓦。从这点来看，太阳能实际上是取之不尽的。”据悉，目前主要有两种方法利用太 阳能，一是像内华达太阳能电厂那样，使用凹面镜或者由电脑控制的平面日光反射镜将阳光集中到接收器上 ，然后产生蒸汽；二是利用半导体制成的光伏太阳能电池板将太阳能直接转化为电能。这两种方法各有利弊：目前蒸汽管道聚光发电比光伏电池板效果好，但它要求 有广阔的场地以及较长的能源传输线，而光伏电池板可以直接置放在屋顶上。利用太阳能的缺点是容易受多云天气和夜间的影响。目前科学家们已经着手研发能源存 储技术。

9、工人们正在一片占地270英亩的前东德军事基地上铺设弧线阵列的太阳能板，为沃德坡棱兹 太阳能园提高4000万兆瓦的电力。该电厂于2008年底完工，是世界上最大的光伏太阳 能电厂。在德国，政府对太阳能电厂会给予奖励。政府的鼓励大大刺激了该国太阳能基础设施的发展。

10、在德国莱比锡附近的沃德坡棱兹太阳能园，工人们安装了50多万块薄膜光伏板。这种技术的倡导者们认为，薄膜光伏板比太阳能板易于安装，只要有足够的空间，要比目前最好的传统晶硅太阳能板更加节约成本，只是效率上会有所欠缺。

11、艾思玛太阳能技术股份公司（SMA Solar Technology）的新总部大楼位于德国的卡塞尔市（Niestetal），图中屋顶的光伏太阳能板隐约可见，它为大楼提供部分电力。该公司生产一种逆变器能将太阳能产生的直流电转换为平常使用的交流电。

12、太阳能最大的优点是可以在任何地方、何规模下产生电能，包括像这些慕尼黑附近的92号 高速公路两旁的防噪音隔离墙都被改造成太阳能板。光伏板的价格正在下降，主要归功于像德国这样的股票价，光伏板的广泛使用使得该产业形成了一定的规模经 济。支持者们预计光伏板会马上在这种小型区域大量使用。

上世纪80年代中期，许多科学家开始致力于提高太阳能光伏板的效率。美国国家可再生能源实验 室的科学家们发现不同的半导体能吸收不同的太阳光束。去年，有科学家在镜面上涂上一层磷化铟镓和砷化铟镓的化合物，制造出一种新型的光伏太阳能电池板，该 种太阳能板将太阳能利用率提高到40.8%，创造了历史记录，至今没人能打破。但由于该技术工艺复杂，难以投入大规模生产。而太阳能凹面镜的价格也是非常 高，每平方厘米达到1万美元，高昂的价格使人望而却步。另一种方法可以降低成本但是必须牺牲效率。美国First Solar 和 Nanosolar公司研发的薄膜太阳能面板所需原材料更少，这样能大大降低制造成本，从而使太阳能电力价格降低至1美元每瓦。这一价格几乎接近火力发电 的成本相接近。

13、对于使用太阳能的用户来说，夜晚是一个挑战。麻省理工大学的科学家丹尼尔 （Daniel Nocera）发现了一种廉价并且能够自我充电的装置，可以让水成为电能间歇存储介质， 供晚间照明甚至可以为电动或氢汽车充电。他表示：“通过这种方法，家就能成为发电厂、加油站。”

14、南加州爱迪生电力公司租下了位于加州Fontana市的一座大型仓库屋顶，并于 2008年在上面安装了244万兆瓦的太阳能电池阵列。相对于5年内在5万平方英里上安装2.5万万兆瓦的太阳能电池板的计划而言，这只是第一步。经计 算，倘若这一计划付诸实施，每一百万兆瓦的电力能供650个家庭使用。

15、国家可再生能源实验室的研究员拉里（Larry Kazmerski）是一名太阳能倡导者，他为我们描绘了光伏太阳能板研究的最新进展：这种可弯曲的光伏太阳能板应用范围更加广泛 ，将来甚至可以为整个城市提供电力。

16、Andasol电厂的一厂和二厂座落在安达卢西亚农场上，它们和农场上的农作物依赖同样的能源。电厂通过光合作用存储太阳能：这些太阳能收集装置通过使用一部分白天吸收的太阳能加热盐，晚上通过高温熔盐释放热量可以产生7.5小时以上的电能。

一些乐观主义者认为随着太阳能技术的不断进步，加上政府的大力支持，太阳能可能会 与化石燃料一样在产生电能方面变得经济、高效。不过，也有持相反观点者认为30年前卡特政府时期就有这样的预言， 那时正值1973年阿拉伯石油禁运，卡特政府呼吁使用新型能源如太阳能等替代石油能源。1979年的伊朗伊斯兰革命更是雪上加霜，使得油价攀升到美国的司 机们要排队购买汽油。卡特身体力行，在白宫屋顶上安装了太阳能热水器。随后的几年里，大型的太阳能发电厂一厂和二厂在距拉斯维加斯160英里处落户，另外 七座也相继在附近的Kramer Junction和Harper Lake建成。可惜好景不长，里根政府时期由于全球油价下跌，资金紧缺，太阳能发电厂发展滞缓。至此，第一次太阳能革命宣告失败。二十年后，新一轮的太阳 能革命又蓄势待发。卡特时期遗留下来的国家可再生能源实验室是美国政府可再生能源的主要研究机构，该实验室再次呼吁发展使用新能源。奥巴马政府对该实验室 的研究提供了资金支持。该实验室副主任罗伯特（Robert Hawsey）称：“目前太阳能发电量只占全国总电量的0.1％，但是到 2030年这一数字有望达到10%到20％。”为了降低成本，国家可再生能源实验室的科学家们正在研究用轻巧的聚合物制成凹面镜来代替玻璃管和钢管以期能 吸收更多阳光又能减少热能损耗。此外，他们也在着手研究如何存储白天产生的电能以供晚上使用 。

2008年，世界上第一座可存储式的太阳能电站在西班牙Guadix投入商业运营。白天，凹 面镜吸收的太阳能给熔盐加热，晚上利用高温熔盐冷却下来的热量给水加热产生蒸汽 。 亚利桑那州的索拉纳发电站也用同样的方法来存储热量。到2012年，该电站将为凤凰城和图森提供280兆瓦的电能。上世纪80年代，一位名叫罗兰德 （Roland Hulstrom）的科学家 通过计算得出，如果光伏太阳能电池能铺满美国0.3%国土，即100*100平方英里，那么就可以为整个国家供足够的电能。然而20年过去了，由于太阳能 光伏板造价高，效率差强人意 ，因此利用太阳能光伏板的发电量只占全国总用电量的一小部分。令人欣慰的是在加州、内华达州以及其它阳关充足、税收优惠的地区，太阳能光伏板的使用就如同 空调一样普及 ， 可见它还是有很好的前景。