2014年2月13日在美国加州的沙漠地带Ivanpah正式启动了一座世界最大的太阳能光热电站(solarthermalplant),占地约5平方英里(13平方公里),拥有392MW(兆瓦)的发电能力,其产生的电力可供给14万户家庭使用。这座电站的拥有者为NRG,GOOGLE和BRIGHTSOURCE,其中谷歌投入将近1亿7千万美元。这里面有两方面问题:1.谷歌为什么不把更多的钱砸向它的安卓系统和云计算,来对抗最大的敌人---卖苹果的农民伯伯,而要趟入太阳能这片红海呢?2.这个电站有三个很明显的高塔,它和常见的太阳能系统有什么不一样?下面我们来一一了解:
谷歌为什么投入太阳能?
互联网巨头谷歌如何秒杀其他搜索对手、占领智能机市场、顺便也关心一下我们的QQ聊天记录,在这里就不多强调了。我们来看看它的能耗,根据谷歌的官方数据,2010年它共拥有90万台服务器,用电量超过20亿度,略微超过老挝的用电量。面对这么恐怖的数据,谷歌一直在加强节能环保的研究与控制,其中一个重要方向就是使用清洁能源。通过与一些能源公司合作,既有希望将来降低电力成本,又可以起到环保的表率作用。这样看来,谷歌投入太阳能项目也就顺理成章了,而这个项目可能只算是冰山一角。
概括来说,目前的太阳能发电主要分为两类:1.利用光伏(photovoltaics)效应,即特定的半导体结构在光照下会直接产生电压和电流,这是绝大多数太阳能电池利用的原理。这将是我们今后技术类信息要关注的主要方面,这次由于主题限制就不多解释了。2.光热(solarthermal)效应,即收集太阳光产生的热量,再经转换间接产出电能。这是应用较少的方式,所以我称光热电站为“非典型性太阳能电站”。这类电站是先把太阳能转化成热能,然后驱动蒸汽轮机转动,产生电能。其实说白了就是用阳光把水烧开,再用水蒸气驱动发电机,电就出来了!来看看它具体是怎么运作的:
首先要有一个高效收集阳光的办法,目前最优化的就是铺开面积,把大片阳光聚集到一点。注意地面上的面板,不是一般的太阳能电池板,而是镜子!这个电站一共用了约35万片高反射镜片,安装在底座上,底座装有智能控制装置,可以根据太阳的位置而调整角度,从而保证始终把阳光聚集到一点上。这一点就是塔的顶部白色部分,这样一来,塔周围的温度会达到摄氏500多度,悲剧就发生了---很多不同种类的鸟类,由于好奇心驱使,飞过高塔附件的位置,结果把自己BBQ了。图中这只鸟羽毛被烧坏了,样子好像黑猫警长里面的秃鹫,很可怜。。。同时塔里的高温可以产生大量高温高压的蒸汽,驱动了汽轮机最终产生电力。
这套系统的技术主要是由BrightSource公司开发的,电站的成功运营说明技术上应该没什么问题。但是成本是另一个不得不考虑的因素,运用光伏效应的太阳能发电相比传统电力本来就没什么竞争力,而这套聚焦光热发电是较新的技术,从网上报道的信息来看成本会更加昂贵。但是科技的发展贵在创新、尝试使用新技术,希望Ivanpah电站经过一段时期的运行,能成为太阳能工业利用不同技术的一个标杆。