太阳能发电

最初的电站产生11兆瓦电能；新电站（左）将产生高达20兆瓦电能。每个日光反射镜沿两个轴追踪太阳，把太阳辐射能集中到一个接收器上，该接受器位 于这座531英尺（161.85米）高的塔上方。

塞维利亚郊外的日光反射镜

起重机举起日光反射镜，把它送到正确位置。

（正在该地进行测试的另一项技术）一个太阳能电解槽。

北京时间5月5日消息，据国外媒体报道，说起太阳能，人们会想到安装在生态住宅上的光电板，效率很低，产生的电只够一台 烤面包机使用。不

过未来的太阳能电站将会更加壮观，效率会更高。

事实上在上面这张照片里有两个太阳能电站，它们围绕着两座高塔。左侧较大的太阳能阵列被它的西班牙主人索卢卡尔发电厂

（Solucar Platform）称作PS20,目前它仍处于建设中；右侧较小的太阳能阵列被称作 PS10,它现在已经开始为当地电网供电。它们都通

过把西班牙塞维利亚（欧洲大陆最热的地方之一）酷热的阳光转变成炙热的光束，通过一个石英窗户加热水，产生大量蒸汽，驱动一系列 涡轮机转动发电。

大约有92%的太阳热量被直接转变成电能，这种电站产生的能量非常强，生态能源倡导者称，可以利用它从水里分解氢气为生

态动力车提供燃料。发电所需的只有阳光和很多跟踪太阳的镜子，即日光反射镜。事实上

PS10有624个日光反射镜，它把能量集中到一

点，产生11兆瓦能量，足够大约5500个住户使用。PS20电站有1255个日光反射镜，到2013年完全运营时，它能产生多达20兆瓦电能

这种电站生产的电价格很贵，大约是用普通方法生产的电能价格的

哈维沙漠里有这样一个电站，它拥有 令人感到吃惊。

3倍，但是这项技术有很大发展前途，电价有可能会下降，莫

120万个日光反射镜。其他此类电站分别建在摩洛哥和阿尔及利亚。英国没有这么壮观的电站并不

我国自主研发槽式太阳能热发电工程研制成功

（吴铭摄图片来源：光明日报）

近日，由北京中航空港通用设备有限公司自主研发、设计并具自主知识产权的槽式太阳能热发电工程样机发电成功，在国内实现 了太阳能热发电零

的突破，使我国独立建造大规模槽式太阳能热发电站成为可能。槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳 能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。目前，仅有 美国和西班牙实现了槽式太阳能聚热发电的商业化。针对太阳能存在的日照强和弱等不稳定因素影响，中航通用公司采用蓄热装置贮存 多余热能，在热能不足的情况下，可以释放出来，以达到稳定供电和延长发电时间的目的，最大限度地有效利用资源。图为工作人员正 在向参观者介绍槽式太阳能热转换机房。

科学家研发出基于光纤的三维隐蔽型太阳能电池

可再生能源和绿色能源是驱动未来经济发展的动力。作为重要的可持续能源技术之一，太阳能电池将成为主要能源以满足全球对 能源的需求。在各

类太阳能电池中，染料太阳能电池以其较高的性价比而得到了广泛应用。

传统的染料太阳能电池利用纳米颗粒和纳米线来提高其光电转换效率。然而这些都是基于二维的平面结构，从而限制了此类光电

池效率的进一步提高。美国佐治亚理工学院（

Georgia Institute of Technology ）王中林教授领导的研究小组研制开发出纳米和光纤技

术相结合的三维染料太阳能电池。其独特的三维结构大大提高了同类太阳能电池的光电转换效率。这一最新成果近期发表在德国《应用 化学》（Angewandte

Chemie 上。

王中林教授，魏亚光博士和研究生本杰明•温超布将太阳能电池结构和光纤技术结合在一起，利用纳米结构实现了三维光电池的 设计。光纤和纳米

线混合结构的三维染料太阳能电池主体结构包括光纤和垂直生长于光纤表面的氧化锌纳米线阵列（如图所示）。太阳 光从光纤一端延轴向入射并传播。三维太阳能电池的核心设计思想在于入射光在光纤内传播过程中多次反射。每一次反射过程中，入射 光会通过氧化锌纳米线与其表面附着的染料相互作用。多次反射增加了入射光子与纳米线表面的染料相互作用的次数，从而大大增加了 对光线的吸收以及光电子的输运效率。实验结果表明，对于同一个三维染料太阳能电池，相对于光线照射在光纤侧壁，光线延轴向传播 将太阳能电池的能量转换效率提高了六倍。在一个太阳（ AM 1.5 ）光照下，基于氧化锌纳米线的三维染料太阳能电池的光电转换效率达

到3.3%。这一效率比此前报道的同类型二维染料太阳能电池的最高效率高出 太阳能电池效率高出 47%

120%比使用带有二氧化钛薄膜涂层的氧化锌纳米线的染料

新型的三维染料太阳能电池在科研和实际应用中具有以下突出特点。从物理学的角度来看，以纳米线为基础的二维染料太阳能电 池的表面面积较

小，从而限制了染料的加载和对太阳光的吸收。增加纳米线的长度可以增大表面积，但纳米线的长度受到材料制备和电 子扩散长度的限制。三维染料太阳能电池的独特结构克服了上述困难：入射太阳光在光纤内多次反射，在不增加电子输运距离的情况下 多次与纳米线表面的染料相互作用，大大增加了对光线的吸收以及光电子的输运效率。在应用上，三维染料太阳能电池具有以下主要优 点：首先，光纤的使用使得太阳能电池得以远程工作和具有高移动性。它可以工作在太阳光无法到达的地层和海洋深处；其次，三维染 料太阳能电池可以有更小的尺寸，更高的效率，更大的流动性，更可靠的设计，更灵活的形状，并有可能降低生产成本；第三，三维染 料太阳能电池可以在不同的光强下有效工作，具有较高的动态工作范围。此研究成果为设计使用光纤和有机、无机材料混合结构的三维 高效多功能太阳能电池开辟了崭新方法和思路。

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光纤和纳米线混合结构的三维染料太阳能电池结构和基本工作原理示意图。 A)三维染料太阳能电池包括光纤和垂直生长于光纤表

B)三维染料太阳能电池的细

面的氧化锌纳米线阵列。图中上半部为传统光纤用于光线的远程传输，下半部为太阳能电池用于光电转换。 节结构。

美国最大太阳能发电站10月27日将投入使用

美国迄今最大的太阳能发电站 ---- 德索托下一代太阳能中心

式投入使用

(Desoto Next Generation Solar Energy Center) 将在10月27日正

德索托发电站耗资1.5亿美元建造，计划为大约 3000户家庭和企业供电

德索托下一代太阳能中心和佛罗里达电力及照明公司旗下另外两个太阳能发电项目的发电总量将达到

万吨

110兆瓦，由此减排超过350

据国外媒体报道，美国迄今最大的太阳能发电站 ----- 德索托下一代太阳能中心

将在10月27日正式投入使用，届时，美国总统贝拉克•奥巴马也将亲临现场参观。

(Desoto Next Generation Solar Energy Center)

“第一”宝座不久将被取代

格雷戈•波夫(Greg Bove)驾驶着一辆大卡车，沿一条沙路驶往佛罗里达州再生能源计划未来开始的地方：遍布太阳能电池板的

占地一百多英亩的开阔地，这里不久将为数千户家庭和企业供电。近一年来，在这个到处是柑橘树和奶牛场的佛罗里达小镇，建筑工人 和工程师们一直在忙碌，建造美国最大的太阳能发电站。

发电站的测试工作不久便将完成， 之后，它会开始直接将阳光转换为能量， 让佛罗里达州在太阳能发展方面成为全美瞩目的焦点。 据悉，德索托下一

代太阳能中心的发电量仅占佛罗里达电力及照明公司 兆瓦仍是美国第二大太阳能发电站的近两倍。

(公司为 400 万多用户供电 )总发电量的极少部分，尽管如此， 25

美国白宫称，总统贝拉克•奥巴马定于 10月27日参观德索托下一代太阳能中心，届时，这个太阳能发电站将正式投入使用，开

始向电网输送电力。随着需求的不断增长，美国越来越多的州规定一定比例的能量必须来自于可再生能源，由此，美国太阳能发电站的 规模不断增加。德索托下一代太阳能中心太阳能发电量第一的宝座不久将被内华达州和加利福尼亚州的太阳能电站所取代。

德索托下一代太阳能中心厂址位于佛罗里达州西南、坦帕东南 80英里(约合 130公里)处，占地面积约为 180英亩。波夫是该太

阳能电站建设部主管，他说：“我们终有机会实现期待已久的目标。整个建设项目涉及大量繁杂工作，比如说后院、屋顶、邮局和商店。 事实上，这个建设项目也创造了许多‘第一'，比如我们第一次扩大某项技术的规模。”

“阳光之州”名不副实

尽管有着“阳光之州”的美誉，但佛罗里达州并未处于太阳能发展的总前沿。近年来，该州不到 4%的能量来自于可再生能源。并

且，与加利福尼亚和其他美国很多州不同，佛罗里达州议员在给电力公司确定未来几年清洁能源指标方面并未达成一致。加利福尼亚、 新泽西、科罗拉多等三州在安装太阳能发电系统上在美国一直处于领先。

如今，佛罗里达州距美国迄今最大太阳能发电站的头衔越来越近。德索托下一代太阳能中心和佛罗里达电力及照明公司旗下另外 两个太阳能发电项目的

发电总量将达到

少 2.5 万辆汽车在道路上的使用。

1 1 0兆瓦，由此减排超过 350万吨。根据佛罗里达电力及照明公司的统计数据，这相当于每年减

德索托发电站耗资 1.5 亿美元建造，计划为大约 3000户家庭和企业供电，虽然发电量仅占佛罗里达电力及照明公司总发电量的 极小部分，但该项目

有诸多经济益处：提供 400 个就业机会，在佛罗里达州南部房地产繁荣走向结束，经济衰退袭来的情况下，给失业 者带来工作机会显得尤为重要。不过，一旦投入使用，发电站需要的全职人员将减少。

华盛顿非营利组织“太阳能发电协会”研究与教育项目主任麦克•泰勒说，德索托发电项目使得佛罗里达州“忽然间变成全美的 焦点”。他说：“德索

托发电站目前是美国最大的太阳能电站，但它肯定不能永远保留这一头衔。”

太阳能发电规模逐年增加 太阳能发电的途径有两个：直接将阳光转化为电力的光伏电池和热电站，后者利用镜子令流体升温产生蒸汽，驱动涡轮发电

机。

据泰勒介绍，不久前，人们还认为 1 兆瓦或 2 兆瓦的装机容量已经很大了，而现在，太阳能发电的规模逐年增加。

美国太阳能总发电量依旧落后于其他国家。南方清洁能源联盟

(Southern Alliance for Clean Energy)

总裁斯蒂芬•史密斯

(Stephen Smith) 表示，由于政府对太阳能发电项目的大力支持，西班牙和德国的人均太阳能发电量比美国都大，而中国也宣布计划为超 过 500兆瓦的太阳能发电项目提供一半的资金。史密斯说：“如果我们不能正确把握市场方向，发出正确的市场信号，大力支持这项技 术的发展，那么我们将来只能从别的国家购买太阳能电池板。”

今年 4月，美国最大的太阳能电池板制造商 First Solar Inc

为大约 3万户家庭提供电力。尽管与中国日前宣布的一个装机容量为 个太阳能发电项目仍给相关产业的发展注入动力，已得到了政府初步批准。

宣布，计划在内华达州建造一个装机容量为 48 兆瓦的光伏电站， First Solar 公司的这

2千兆瓦的光伏电站相比是小巫见大巫，但

欧洲欲试验太空太阳能电站为地球供电

北京时间1月25日消息，据英国媒体报道，欧洲最大的空间研究公司一一

EADS Astrium目前正在寻找合作伙伴，共同在轨道进

行一项太空太阳能电站试验。这将是一个卫星系统，它将用于收集太阳能，并通过一个红外线激光器，把能量传输给地球，为地球提供 电能。

30多年来，人们一直在讨论太空太阳能的利用问题。然而人们对它的成本、效率和安全性存有疑问。不过 Astrium公司认为，这

项技术即将发展成熟。首席执行官弗朗科斯•奥奎尔说：“目前我们还没进入运营阶段，我们仍处在试验阶段。为了落实一种解决方案， 我们必须找到合作伙伴，共同投资研发运营系统。”

奥奎尔表示，这些合伙人应该包括航天部门、欧盟或各国政府，甚至是电力公司。利用太空太阳能是一种非常有吸引力的想法， 因为它将是一种用之不

尽的

24小时都能使用的清洁能源。位于轨道里的光电池收集到的能量，远远超出位于地球表面的相同的太阳能阵

列收集的能量。在太空，入射光不会受到云团、尘埃或者大气滤波效应的影响。

然而，评论人士经常会指出利用太空太阳能存有很多研发障碍，例如发射和在轨道里组装大型太阳能电站的成本；转换效率损耗 和围绕无线传输方法的

一些安全问题，尤其是利用微波有安全隐患。但

Astrium表示，可以通过利用红外线激光器解决后面那个问题,

即使出现错误，也不会把人“烤熟”。该公司已经通过实验室激光器对能量传输情况进行了检测，目前他们正在努力提高这个端对端系 统的效率。

然而，Astrium公司首席技术官罗伯特•莱恩承认，目前还有一些挑战需要克服。他说：“现在我们的产能能力会受到我们制成

的激光器大小的限制。这是最主要的限制因素。在接收过程中，把红外能转换为电能也受到一定限制，这个过程进行很快，目前我们正 在与英国萨里大学联合研发转换器。我们的研发原则是非常有效地把红外能转变成电能。如果转换率能达到

80%,我们就算成功了

莱恩博士表示，这项技术的小规模演示有望在未来

有人对它进行论证。未来

10年开始。他说：“跟任何技术都一样，在它成为一个运营系统以前，必须

10到20千瓦的电

5年内我们可以制成激光器，可以为地球传输