◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.xlogit.com)◇◇ 旁观者《从四倍太阳光伏发电装置是“小发明”谈起》一文中的几个科学错误   作者:季良俊   读了新语丝网2006年1月20日的一篇文章:作者: 旁观者,题目:《从四倍 太阳光伏发电装置是“小发明”谈起——《南方人物周刊》记者刘天时在科学上 的无知而无畏的一例》,发现该文本身也有一些科学错误,仅举几例,供读者参 考。   笔者专职从事太阳能平板和聚光光伏工作近二十年。在聚光光伏方面,本人 主笔了世界上第一部公开出版的聚光光伏系统标准 IEEE 1513。该标准于2001年 出版,可在网页 www.ieee.org 上查到,(IEEE,即国际电子电气工程师学会)。 笔者目前正在主笔起草第一部国际性的太阳能聚光光伏标准 IEC 62108,估计 2007年初可出版。IEC 的网页见 www.iec.ch (IEC,即国际电工委员会)。笔 者还参与主办了历届世界太阳能聚光光伏大会,并向中科院等多家单位发了邀请, 但由于经费或签证等原因,国内出席人数很少。由于工作关系,本人对世界太阳 能聚光光伏行业的历史和现状有较多的了解,如有读者确实有志于太阳能聚光光 伏技术的开发利用(特别是在中国国内),欢迎合作。   注:世界太阳能聚光光伏大会已举办了三届,2002年5月在美国,2003年11 月在澳大利亚,2005年5月在美国,下一届会在欧洲。   1.原文:“陈应天教授和何祚庥教授首先从理论上计算出,利用简单的几块 平面镜,按照一定的角度,可以将通常一倍的阳光光强,经过反射折迭,增强到 数倍,甚至十几倍(理论的上限是17倍),也是第一个在世界上真正做出了一台 四倍光强的光伏发电装置(刘记者看到的照片,当是这台样机)。这第一台实验 装置,现正放置在中国科学院理论物理所楼的顶层展示,已经正常运行了两个月 有余。”   17倍的理论上限没有根据。美国国家新能源实验室(www.nrel.gov/ncpv) 上世纪八十年代中就在丹佛建了一个用平面镜聚光6千多倍的系统,当时主要是 为光热利用,但也多次试验过光伏接收器。以色列曾有人提出过太阳聚光的理论 上限约为数万倍,但业内对理论上限的反响甚少,目前尚未见其它数据。   2.原文:“将增强倍数选在四倍,除了结构简单外,还有一个重要原因, 就是在这样的光照强度下,光伏电池的温度增涨,只需利用空气本身的流动来冷 却,就足以保证电池在正常的工作温度下工作,而不需要增添附加的如水的冷却 系统。这一点对干旱沙漠地区,或无水源的地方特别重要,因为在这些地域很难 找到足够的冷却水。要强调的是:因为是四倍阳光光强,所以散热问题十分重要。 所以在现在这台样机看似简单的结构中,散热片的放置却有特殊的设计,而且这 种设计本身又要求光伏电池片在工作过程中不受影响。”   美国Amonix公司(www.amonix.com)生产的菲尼尔(Fresnel)透镜式的聚 光光伏系统是250倍阳光光强,没有水冷却系统,只用空气自然对流来冷却。该 系统总装机容量已达1 MW(即1,000,000 W),并已在美国亚利桑那大沙漠中 成功运行了十三年。   3.原文:“按这样的要求指标设计和制造出来的样机,通过对光伏电池表 面外的温度测量,证明即使最炎热的夏天,光电池工作的温度区域,也是正常的 最佳区域。”   现有的光电池效率几乎都是负温度系数,即温度越低,效率越高。“电池表 面外”,“最炎热的夏天”,“正常的最佳区域”如何定义?表面温度是可定义 和可测的,可是“表面外”在哪里呢,“外”到多远?“最炎热的夏天”是在 “两个月有余”以来“中国科学院理论物理所楼的顶层”测到的吗?又是“正常 的”,又是“最佳的”,到底是什么区域?   4.原文:“在这一装置中,通常的一块光伏电池等价于四块电池,这就大 大减小了发电成本。要知道,在通常的太阳能光伏发电装置中,光伏电池的价格, 约占到全部发电成本的70%。四倍电伏发电意味着其中光伏电池成本下降到只是 原来的四分之一,所以经济上的利益是显而易见的。”   光伏电池成本下降并不一定带来系统经济上的利益。聚光光伏系统要有自动 跟踪太阳的控制系统,其代价应该记入系统总价。跟踪系统的光学或电子定位及 机械传动的可靠性与价格曾经是聚光光伏系统发展的瓶颈,拖了该技术十多年的 后腿(与平板光伏系统比)。国际上多家公司,如 PVI (已倒闭),ENTECH (www.entechsolar.com),SUNPOWER(www.sunpowercorp.com),在八十年代 末、九十年代初都研发过十倍左右的聚光光伏系统,现在不是倒闭,就是转型。 目前国际上两大实际商用的系统,一个是前面提及的Amonix(250倍),另一个 是澳大利亚的Solar Systems (500倍),其总装机容量也达到 1 MW 以上 (solarsystems.com.au)。   5。原文:“因为有了这一套自动跟踪太阳的控制系统,就彻底解决了太阳 能利用中的所谓“余弦效应”。其结果是平均发电量将比平板固定式的增加约 20%。”   聚光系统只用了阳光中的直射光,漫射光用得很少(高倍聚光时更是仅用直 射光)。因此,在天空晴朗无云时,自动跟踪系统的发电量会比平板固定式的增 加,如在美国西南地区,它的实际增加达到30%。但在多云地区,或空气污染严 重的地区(如中国有些工业发达的城市),聚光跟踪系统的发电量很可能比平板 固定式的发电量还要少得多。 (XYS20060123) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.xlogit.com)◇◇