圖1:這是美國(guó)國(guó)家太陽(yáng)能熱能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室在新墨西哥州阿爾伯克基市安裝的一處碟式太陽(yáng)能裝置,該裝置由美國(guó)斯特林能源系統(tǒng)公司設(shè)計(jì)。它收集的熱量能夠?yàn)楦咝У乃固亓忠?Stirling Engine)加熱,然后帶動(dòng)機(jī)械裝置發(fā)電。
優(yōu)點(diǎn):能夠自動(dòng)追蹤并對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)能,熱能轉(zhuǎn)換效率非常高,還能夠在790度的高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,該裝置組裝和拓展非常簡(jiǎn)單,對(duì)水的使用要求也不高。
缺點(diǎn):目前還沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化推廣,不能儲(chǔ)存熱能,在光線(xiàn)較弱和晚上的時(shí)候無(wú)法工作。
圖2:這座發(fā)電能力為900兆瓦的太陽(yáng)能熱發(fā)電站位于西班牙塞維利亞。這座PS10型太陽(yáng)能塔高110米,由西班牙Abengoa Solar公司投建。該太陽(yáng)能塔的發(fā)電原理與普通的太陽(yáng)能裝置有一定區(qū)別,它并不是通過(guò)光電電池來(lái)產(chǎn)生電流的。該塔是利用624面鏡子做成的陣列來(lái)反射并聚焦光線(xiàn)的。通過(guò)該陣列,光線(xiàn)被聚焦到位于塔頂部的能量收集點(diǎn)。 該裝置是這個(gè)地區(qū)正在建設(shè)中的眾多PS10型太陽(yáng)能塔中的第一座。其發(fā)電量可達(dá)到3億瓦特。更為難能可貴的是,PS10的功效比普通的光電技術(shù)所產(chǎn)生的功效大25%左右。
優(yōu)點(diǎn):能夠在高溫環(huán)境下運(yùn)行,而且還能儲(chǔ)存熱能。如果大規(guī)模運(yùn)用的話(huà)將極大的降低能源使用成本。
缺點(diǎn):對(duì)水的需求量比較大,投資成本較高。
圖3:這座名為Kimberlina的太陽(yáng)能熱電站位于美國(guó)加州貝克斯菲爾德市,由Ausra公司負(fù)責(zé)建造并運(yùn)營(yíng)。
該太陽(yáng)能熱電站工作的原理是利用管道上方的太陽(yáng)能反射板收集熱能為管道內(nèi)的水加熱,產(chǎn)生水蒸氣后帶動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電,其產(chǎn)能可達(dá)到500兆瓦。
優(yōu)點(diǎn):建造成本相對(duì)低廉,發(fā)射板緊湊的結(jié)構(gòu)可提高土地利用率,而且升級(jí)之后還可以?xún)?chǔ)存熱能。
缺點(diǎn):反射率較低,導(dǎo)致熱能轉(zhuǎn)換率也比較低,缺乏商業(yè)開(kāi)發(fā)前景,對(duì)水的使用要求較高。
英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道 太陽(yáng)能是一種取之不盡的清潔能源,但目前人類(lèi)對(duì)該能源的利用率還不高。最近有媒體報(bào)道,德國(guó)12家大公司有意成立聯(lián)合企業(yè),在非洲撒哈拉大沙漠地區(qū)投資建設(shè)世界上規(guī)模最大的太陽(yáng)能發(fā)電站 ,以向歐洲地區(qū)的家庭和企業(yè)提供清潔能源。若這項(xiàng)計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn),那么上述現(xiàn)狀就會(huì)得到巨大的改變。
據(jù)悉,這項(xiàng)名為Desertec的項(xiàng)目早在去年就已經(jīng)趨于成熟,今年10月德國(guó)主要的大企業(yè)會(huì)宣布成立聯(lián)合企業(yè),投資4000億歐元在非洲北部建立太陽(yáng)能發(fā)電站。這些大企業(yè)包括德國(guó)能源巨頭E.ON能源集團(tuán)、REW能源集團(tuán)以及西門(mén)子公司、德意志銀行、慕尼黑再保險(xiǎn)公司等。
整個(gè)計(jì)劃是由德國(guó)航空航天中心(German Aerospace Centre ,DLR)進(jìn)行草擬。根據(jù)該計(jì)劃,這項(xiàng)工程到2050年的時(shí)候,所產(chǎn)生的電能產(chǎn)量頂峰值將達(dá)到100吉瓦,相當(dāng)于100座火力發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電量,屆時(shí)將滿(mǎn)足歐洲地區(qū)15%的用電需求。另外,計(jì)劃還指出電能的輸送將采用高壓直流輸電技術(shù),可以使電能在傳輸過(guò)程中的損耗降低至10%以下。整個(gè)送電工程會(huì)橫跨地中海,而主要的線(xiàn)路穿越直布羅陀海峽,由摩洛哥至西班牙、經(jīng)由巴利阿里群島,由阿爾及利亞至法國(guó)、突尼斯至意大利、利比亞至希臘、經(jīng)由塞浦路斯,由埃及至土耳其。
此外,Desertec計(jì)劃還包括建設(shè)一個(gè)覆蓋范圍更廣的歐洲超級(jí)電網(wǎng),涵蓋北海風(fēng)力渦輪發(fā)電、斯堪的那維亞半島水力發(fā)電、冰島地?zé)岚l(fā)電、東歐地區(qū)生物能發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電。這樣就能為歐洲提高足夠的清潔能源。
反對(duì)派質(zhì)疑:不該如此掠奪非洲資源
有反對(duì)者已經(jīng)就該計(jì)劃提出了質(zhì)疑。
他們認(rèn)為,首先這項(xiàng)工程很有可能使歐洲的能源供應(yīng)系統(tǒng)成為一些政治不穩(wěn)定國(guó)家的威脅對(duì)象;其次歐洲不應(yīng)該以這樣的方式掠奪非洲的資源;第三,從投資角度來(lái)看,這項(xiàng)工程同鋪設(shè)太陽(yáng)能光伏板相比并不劃算;最后,盡管沙漠地區(qū)擁有充足的太陽(yáng)能,但是卻缺少建設(shè)發(fā)電站所需的水資源。那么,Desertec計(jì)劃會(huì)依照支持者們所想的那樣,成為未來(lái)能源發(fā)展的新模式,亦或是成為浪費(fèi)錢(qián)的政治臆想?
不同于光伏板可以將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電能,太陽(yáng)熱能發(fā)電技術(shù)首先需要收集太陽(yáng)熱能,然后像常規(guī)發(fā)電技術(shù)那樣利用熱能來(lái)發(fā)電。太陽(yáng)熱能發(fā)電站主要有四種模式,其中有三種模式是利用鏡子收集太陽(yáng)熱能給油、水或者熔鹽加熱,從而產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。鏡子一般呈大規(guī)模陣列拋物線(xiàn)形或碟形排放。一般在鏡子上方都裝有管道,太陽(yáng)光反射到官道上時(shí),管道內(nèi)的流動(dòng)液體就會(huì)被加熱。加利福尼亞州莫哈維沙漠里就擁有9座這樣的太陽(yáng)能熱電廠(chǎng)。在過(guò)去的20多年里,這些發(fā)電站總計(jì)產(chǎn)生