1.8.3 太阳能电站

太阳能电站

太阳能电站实际上是一种光能→热能→电能的装置。通常,要先在地面上设置大量的定日镜(即反射镜),并且要保证这些定日镜总是朝着太阳。太阳光聚集在锅炉上,加热锅炉,产生蒸汽;高温和高压蒸汽推动汽轮机,再带动发电机发电。20世纪70—80年代,中国和美国科学家曾合作研制小型太阳能发电机,功率为5千瓦。但因造价太高,未能推向市场。

1975年9月15日,由法国研制的第一座太阳能电站在墨西哥投入运行。它有一个1500平方米的屋顶式集热器和一台30千瓦的氟利昂汽轮发电机。后来在法国某地又建造了一台太阳能电站,它是由63个45平方米的跟踪太阳的反射镜组成,反射镜把阳光集中在一个圆柱抛物镜上,而后聚焦在一个锅炉上。锅炉的蒸汽可以驱动一个功率为64千瓦的发电机。

在法国比利牛斯山上也有一座太阳能高温炉。这里有一块大凹面镜,差不多有9层楼高。它不直接收集阳光,而是用63块巨型反射镜将阳光聚焦在锅炉中。这样集中的能量可使炉温达4000℃,功率达1000千瓦。这样的温度可用于冶炼,特别是冶炼一些极难熔化的金属。80年代,前苏联在乌兹别克的塔什干也建成一座太阳能高温炉,温度可达2500℃,功率达1000千瓦,用于冶炼钛酸铝、锆酸钙和铱铝石榴石等国防材料。

1980年,人们在西西里岛上建立起一座用玻璃镜构成的反射装置。180块玻璃镜的总面积为6200平方米,它们反射的阳光被集中在一座高55米的塔上。由于太阳的位置并不固定,它总是东升西落,设计人员将这180面玻璃镜通过计算机控制自动地旋转,以调整反射光线总是集中在塔上。

这180面玻璃镜集中光线并非用于火烧战船,而是为了发电。这是一座太阳能发电站,由欧洲共同体共同投资建造。这座塔接收阳光加热锅炉中的水,可使水温上升到500℃,气压可达64个大气压。这些高温高压蒸汽驱动涡轮发电机工作,可使它的发电功率达到1000千瓦。

当前,世界上较大的太阳能电站还有美国的阿尔布凯克城郊沙漠区的太阳能实验电站,其地面聚光镜由1700块反射镜组成,塔高60米。塔上的锅炉每小时可产生高温高压蒸汽10余吨,发电功率为750千瓦。

1994年,美国在加利福尼亚建成一座太阳能发电站,其总装机容量达35万千瓦。荷兰也计划到2010年建成一座25千瓦的太阳能发电站。

法国曾计划建造90万千瓦的太阳能电站。但它要占地200公顷,对环境生态带来不好的效应,为此作罢。不过,美国科学家的想象要更加大胆。他们曾计划建造一个10000兆瓦(即1000万千瓦)的太阳能装置,并把它放在地球上空的同步轨道上。这个装置的功率比最大的核电站的功率还要大。这样的功率相当于每年烧掉200万吨石油。但这座电站的质量达15万吨;尽管随着技术的不断改进,质量减少到3.4万吨,将它送到轨道上仍不是一件容易的事。