5)太陽能是最便于實(shí)現(xiàn)和水能互補(bǔ)的新能源。太陽能和水能是互相補(bǔ)充、匹配合作,最自然的一對“雙生子”。水能發(fā)電有豐水季節(jié)、枯水季節(jié)的不均衡。太陽能發(fā)電有白天、夜間,和陰雨連綿、陽光明媚天氣發(fā)電的間隙性。水能發(fā)電通常年發(fā)電2000多小時,甚而只能年發(fā)電1500小時。在水量極其豐富的長江三峽,也只能年發(fā)電4000多小時。在太陽能貧乏地區(qū),太陽能僅能發(fā)電1000~1500小時;在豐富地區(qū),可年發(fā)電2500~3000小時。但是,連續(xù)陰雨天氣往往是水能的豐水季節(jié);而枯水季節(jié)又往往是旭日高照的天氣。水能特點(diǎn)是:只要有“足夠”的水能的儲存,隨時可以發(fā)電,可以不發(fā)電,可以多發(fā)電,也可以少發(fā)電。其啟動和關(guān)閉僅需幾十至一百多秒鐘。所以,“水能+太陽能”不僅能在發(fā)電時間上相互彌補(bǔ)不足,而且能在穩(wěn)定發(fā)電功率上相互匹配補(bǔ)充。而如果再有“風(fēng)能+抽水
儲能電站”彌補(bǔ)水能發(fā)電的水量的短缺,就不僅可用“太陽能+水能+風(fēng)能+抽水儲能電站+動力、儲能兼容的大型蓄電裝置”的綜合發(fā)電體系,作為“調(diào)整峰谷等不同需求不同的調(diào)峰電力”,而且在未來還能取代“火力發(fā)電+核電”,充任長年發(fā)電的基本電力。
6)新發(fā)展的4倍聚光發(fā)電,還是最適合于在“同一”地區(qū)實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光互補(bǔ)的發(fā)電技術(shù)。原因是:當(dāng)人們在同一地區(qū)實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電時,風(fēng)機(jī)葉片的“陰影”將不可避免地減少太陽能光電池的發(fā)電量;但在通常平板式
光伏電池的設(shè)計中,除陰影將減少發(fā)電量外,還出現(xiàn)有嚴(yán)重的陰影“堵塞”效應(yīng)。一片樹葉的陰影,將“堵塞”一大片光電池的發(fā)電通道,將至少減少10%~30%的發(fā)電量。而“4倍聚光+跟蹤”減少的發(fā)電量,僅等同于陰影面積;在廣闊草原或荒漠地區(qū),風(fēng)機(jī)葉片造成的陰影,只有極微弱的電量損失。
可在“同一”地區(qū)實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ),也就大量節(jié)約了用地。
7)新發(fā)展的“4倍聚光+跟蹤”的
光伏發(fā)電技術(shù),也是和環(huán)境友好兼容的技術(shù)。在荒漠地等干旱地區(qū),這里推薦的轉(zhuǎn)盤式跟蹤技術(shù)具有的另一優(yōu)點(diǎn)是,所覆蓋的土壤仍能均勻地接受光輻射,可大幅度減少蒸發(fā)量,同時可抽取少量地下水改良土壤,促進(jìn)農(nóng)作物的生長和發(fā)育。只需將發(fā)電轉(zhuǎn)盤支架略為升高一些,就可將所覆蓋的土地全部變?yōu)榉饰值哪翀?,大?guī)模放養(yǎng)羊、兔、雞、鵝等,身高不超過一米的肉食動物。同樣,在水量豐富地區(qū),這一技術(shù)也能和種養(yǎng)其它動植物兼容,因?yàn)檗D(zhuǎn)盤式跟蹤技術(shù)僅能減少光輻照總量,不會造成長期覆蓋的陰影。
8)新出現(xiàn)的一個亮點(diǎn)是,這一“4倍聚光+跟蹤”的光伏發(fā)電技術(shù),非常易于在水面實(shí)現(xiàn)“太陽能睡蓮”。其最大優(yōu)點(diǎn)是,可利用聚光漏斗的“浮力”取代支撐漏斗實(shí)現(xiàn)跟蹤的構(gòu)架。在通常轉(zhuǎn)盤式跟蹤技術(shù)中,每100千瓦將用到66噸的鋼材,約占全部售價的20%。由于這一聚光漏斗是常年浸在水中,所以極易散去聚光時產(chǎn)生的巨大熱量,可又增加約10%~15%的發(fā)電量。至于水波起伏,定向跟蹤等技術(shù)問題,均不難用錨、舵等技術(shù)來解決。
陳應(yīng)天教授曾做過一個試驗(yàn),將聚光漏斗擱置水下15厘米深處,歷時2個多月后,在漏斗內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)絲毫水汽!而現(xiàn)有平板式光伏組件,通常均不能抗拒水汽的干擾。
為解決許多地區(qū)土地價格過高,其最簡單的措施是,大力發(fā)展更為價廉物美的水上太陽能睡蓮技術(shù)。
其實(shí),在國外已有類似設(shè)想。
據(jù)“國際在線”報導(dǎo),“蘇格蘭著名建筑公司ZM為格拉斯哥市由皮特理查森設(shè)計師設(shè)計出了一套可持續(xù)能源方案,其中最引人注目的,是一種漂浮在河面上的‘太陽能睡蓮’。
科研人員在格拉斯哥市的克萊德河中擺放了一些‘太陽能睡蓮’,在外表上和真正的睡蓮很相像,但實(shí)際上是巨型的太陽能浮板,能將日間吸收到的太陽能收集起來,轉(zhuǎn)化為電能向城市輸送。ZM建筑公司的負(fù)責(zé)人表示:“這種太陽能浮板轉(zhuǎn)化的電能,比通常放置在屋頂?shù)奶柲馨逡约帮L(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化的更多,這是城市能源計劃中一個非常有創(chuàng)新性的點(diǎn)子”。此外,由于太陽能浮板外形美觀,一旦投入使用,也將為城市增添一道獨(dú)特的風(fēng)景。目前,格拉斯哥科學(xué)中心正考慮在部分河道測試此方案。”