動力的源泉:能源科技 第四節(7)(1 / 1)

現在用來發電或供熱的太陽池大多是天然的。其實,我們也可以人工建造太陽池。方法很簡單,隻需在盛有普通清水的水池中注入氯化鈉等溶液就可以了。意大利的一位叫讚格拉多的女物理學家,就建造一個小型的太陽池,並創造了一項人工太陽池的世界記錄--使池底蓄熱層的水溫達到了105℃。

在當前太陽池的推廣應用中,太陽池在發電和供熱方麵還存在一些不足之處。例如,僅為一個3500人口的居民區供應5000千瓦的電力,所需要的水池麵積就達0.65平方千米,而且還要求池水中含鹽濃度達13.5%以上,這個數值幾乎等於海水平均含鹽量的4倍。還有一個技術性的問題,太陽池發電要求天然或人工的太陽池中都要形成穩定的鹽濃度分層,這是有一定難度的。目前解決的辦法是依靠新材料。科學家正在尋找一種能替代透明鹽溶液層的有機膜,覆蓋在普通水池之上,同樣達到吸收和儲存太陽能的目的,這就形成了“無鹽太陽池”。

除常見的高溫塔式太陽熱發電和低溫太陽池發電外,還有其他很多種太陽能熱發電裝置。如盤式太陽能熱發電係統,它的功率比較小,一般為5~50千瓦,可以單獨分散發電,也可以組成較大的發電係統。美國、澳大利亞等國都有一些應用,但規模不大。研究表明,盤式太陽能熱發電應用於空間領域,與光電發電相比,具有氣動阻力低、發射質量小和運行費用低等優點。

近年來,國外還研製成一種用炭黑來捕捉太陽能以驅動發電機進行發電的裝置。它是通過一個聚光器把太陽光聚集起來,照射在一個裝有碳微粒懸浮體的加熱室內,碳微粒由於溫度上升而氣化;碳微粒吸收的熱量可用來加熱周圍的空氣,使其達到噴氣發動機工作所需的溫度和壓力;被加熱的空氣可用來驅動汽輪機轉動,並帶動發電機進行發電。這種太陽能熱電站每小時約消耗炭黑30千克,可產生供1萬人口的城鎮所需的電力。

早在1978年時,聯邦德國的史蘭赫博士首次提出太陽能氣流電站的設想,當時很多人對這種設想持懷疑態度。到20世紀80年代,在政府的支持和幫助下,這座別出心裁的氣流電站竟建成了。電站的中央豎立著一個用波紋薄鋼板卷製成的200米高的大“煙囪”,在“煙囪”周圍環繞著巨大的環形曲麵半透明塑料大棚,在“煙囪”底部安裝著汽輪發電機。當大棚內的空氣經太陽曝曬以後,其溫度比棚外空氣約高20℃。由於空氣具有熱升冷降的特點,還有大“煙囪”的向外排風作用,就將這些熱空氣通過“煙囪”快速地排出去,從而使設在“煙囪”底部的汽輪發電機發電。這座電站屬於低溫熱發電類型,發電成本與核電站相近,相當低廉。它為人們利用太陽熱能發電,又開辟了一條新的途徑。

20世紀80年代中期,人們對建成的太陽能熱電站進行技術總結後認為,雖然太陽能熱發電在技術上可行,但投資過大,如美國的“太陽能1號”熱電站投資1.42億美元。就目前的技術水平而言,降低熱電站的造價是十分困難的。因此,世界上很多國家都改變了原來的計劃,使太陽能熱電站的建設一度冷落下來。

正當人們懷疑太陽能熱發電的時候,美國和以色列聯合組成的路茲太陽熱發電國際有限公司,自1980年開始進行的槽式太陽能熱發電技術研究,5年後竟奇跡般地進入商品化階段。該公司從1985年至1991年在美國加利福尼亞州沙漠建成9座槽式太陽能熱電站,總裝機容量353.8兆瓦。電站的投資從剛剛開始的1號電站的5976美元每千瓦,降到8號電站的3011美元每千瓦;發電成本從26.5美分每千瓦時降到8.9美分每千瓦時,而且成本仍在繼續降低。路茲熱電站的成功實踐表明,我們不能簡單地否定太陽能熱發電技術,而應繼續研究開發,不斷完善,使其早日實現商業化。為此,以色列、德國和美國幾家公司進行合作,繼續推動太陽能熱發電技術的發展。他們計劃在美國內華達州建造兩座80兆瓦槽式太陽能熱電站,兩座100兆瓦太陽能與燃氣輪機聯合循環電站。在西班牙和摩洛哥分別建造一座135兆瓦和18兆瓦的太陽能槽式熱電站。