記者 高長安
10月29日下午2時許,首都西南60公裡處的河北省涿州市,天晴氣朗、陽光明媚。
在位於涿州開發區的涿州聚燁光能技術有限公司(以下簡稱「聚燁光能公司」)內一片草坪地上,幾十個大玻璃組成的「鏡子」面對太陽,共同將陽光反射到前方一個塔上方的「接收器」上。
「這裡是我們正在進行最後調試的塔式聚光光伏太陽能示範發電站。今天天氣好、光照足,對太陽能示範發電站來說是個難得的『好日子』。」
聚燁光能公司董事長王鳳指著其中一塊「鏡子」告訴《中國科學報》記者,玻璃組成的「鏡子」叫定日鏡,它像向日葵一樣可自動追尋太陽運行,捕捉強效果的太陽光線。定日鏡所處區域被稱為鏡場。鏡場內現在有56個定日鏡,定日鏡將太陽光聚集在中央塔結構上的光伏接收器上,接收器裝有以密集陣列式排布的超高效光伏電池實現太陽能到電能的轉化。
「塔式聚光光伏太陽能涿州示範發電站運行後發電功率為200千瓦。」王鳳介紹,這項技術是一種集合了光熱發電和光伏發電為一體的創新型塔式太陽能發電技術,和常見的塔式技術一樣,其採用定日鏡收集太陽能,即將陽光反射至一個安裝在塔式結構的接收器上。
王鳳告訴記者,與傳統光熱技術在聚光區域內加熱熱工介質,產生高溫蒸汽來推動汽輪機發電原理所不同的是,該系統採用一種源於太空領域應用的超高效率的光伏電池技術;與傳統晶矽和薄膜類電池所不同的是,這種電池是由數個用砷化鎵材料形成的光伏電池組成,每個電池均針對一段特定太陽光譜區域特性而特別設計,其轉化效率遠遠高於晶矽及薄膜類光伏電池。而且其轉化效率的持續提高是有充分保障的。目前該電池的光電轉化率已經超過40%,預計未來幾年裡將突破50%,而傳統晶矽類電池的轉化率僅在20%左右。這些光伏電池被安裝在聚光區域內的接收器裡,它們將所接收到的太陽能直接轉化成電能,其他未被轉化成電能的光能將被以熱能形式收集起來。接下來對所收集到熱能的開發利用將會更進一步提高太陽能的綜合利用率。
據悉,這項技術來自澳大利亞,由澳大利亞和美國的技術人員歷經15年共同研發成功,屬第二代太陽能發電技術。其發電效率高達40.4%。該轉換效率已經得到了美國國家可再生能源實驗室的認證,並打破了此前由德國弗勞恩霍夫等創造的36.7%的世界紀錄。
今年9月21日,擁有塔式聚光光伏全部核心技術的澳大利亞光電資源公司在北京以授權轉讓形式,向聚燁光能公司轉讓該項目的全部核心技術,同時在澳大利亞和涿州各建光能發電站。
該協議於去年「中國·澳大利亞周」舉辦期間籤署,時隔一年後順利實施。至此,聚燁光能公司取得包括光電模組在內的全部技術轉讓權和大中國區的獨家生產銷售權,以及全球市場的推廣銷售權。
據記者了解,今年6月,澳大利亞的示範發電站已經建成正式併網發電。目前正在進行最後調試的這座建在涿州的示範發電站也將於11月併網發電。
王鳳介紹,不同與傳統光伏產業的晶矽類電池,此次轉讓項目核心是多結砷化鎵電池,該電池目前的光電轉化率已經超過40%,而傳統晶矽類電池的轉化率僅在20%左右。此外,此次轉讓技術內容還包括能自動追尋太陽運行的定日鏡技術在內的全套系統技術。
據了解,該技術是以零碳排放和零噪音的方式發電,水的用量也僅僅限於清潔和維護方面,同時熱能被回收並用做儲能。
由於採用了貨櫃式安裝和運輸設計,無大規模電纜鋪設的施工要求,極大降低了成本。
澳大利亞光電資源公司方面負責人介紹,該項技術利用計算機控制鏡子將光線聚集到具有超高效率的半導體材料上,而這些半導體材料原本是為宇宙飛船提供動力設計的。與傳統太陽能發電技術相比,同樣的發電功率下,只用原先50%的材料,發電效率能提高兩倍,其系統成本僅為傳統晶矽項目的5%,而且採用模塊化設計,擴大發電規模的速度是原有技術的5倍。
據介紹,雙方各投資250萬澳元,在澳大利亞建立設備生產線,生產年發電達100兆瓦功率的發電設備,中國三峽新能源將利用這些設備建設新型太陽能發電站。
「中國是一個能源消耗大國,我們需要發展可再生能源,我們需要更高效、更廉價的可再生能源。」王鳳告訴記者,聚燁光能公司與澳大利亞光電資源公司、中國三峽新能源公司已經構建戰略合作夥伴關係,三方計劃在未來3年實施500 兆瓦的商業化項目,產值可達50億元,實現該項目商業化和規模化,並和澳方一起向全世界推廣這個項目。