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PS10太陽(yáng)能發(fā)電廠利用塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)，傾斜的“定日鏡”可將陽(yáng)光收集匯聚并反射到發(fā)電塔頂部的接收器上。“太陽(yáng)王國(guó)”西班牙的塞維利亞在燦爛陽(yáng)光的眷顧下，積極發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，變自然的恩賜為能源，點(diǎn)亮了西班牙，也帶動(dòng)了21世紀(jì)全世界對(duì)于太陽(yáng)能這種綠色環(huán)保新能源的開(kāi)發(fā)熱潮。

提到“太陽(yáng)王國(guó)”西班牙南部的塞維利亞（Sevilla），你第一時(shí)間會(huì)想到什么？是享譽(yù)世界的雪利酒，還是健康美味的橄欖油？是熱情洋溢的弗拉門(mén)戈舞蹈還是那部不朽名作《塞維利亞理發(fā)師》？抑或是西班牙的旅游勝地“太陽(yáng)海岸”……

然而，在21世紀(jì)的今天，或許有越來(lái)越多的人因著綠色環(huán)保新能源的迅捷發(fā)展將目光投向這里，并記住了這個(gè)名字。“雖然我們不能輸出陽(yáng)光，但卻能輸出陽(yáng)光產(chǎn)生的能源，點(diǎn)亮整個(gè)西班牙。”西班牙大桑盧卡爾市市長(zhǎng)胡安·呂盧曾這樣自豪地說(shuō)道。

塞維利亞是西班牙安達(dá)魯西亞自治區(qū)和塞維利亞省的首府，位于伊比利亞半島的南部、瓜達(dá)爾基維爾河下游谷地，這里不僅是歐洲大陸最熱、日照最強(qiáng)烈的地區(qū)，還擁有肥沃的沖積土。得天獨(dú)厚的日照資源和廣闊的閑置土地，加上西班牙政府對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的高額補(bǔ)貼，使得西班牙日益成為全球最熱衷于開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能的國(guó)家之一，并使其成為世界最大的太陽(yáng)能市場(chǎng)。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)在這里風(fēng)生水起。

藍(lán)色向日葵

在西班牙塞維利亞西部25公里處的大桑盧卡爾市（SanlucarlaMayor）比鄰矗立著兩座太陽(yáng)能發(fā)電塔—PS10和PS20。在寬廣的郊外，這座“雙子塔”顯得格外醒目。

PS10太陽(yáng)能發(fā)電塔（PS10 solar tower plant）是歐洲第一座商業(yè)性的太陽(yáng)能發(fā)電廠，由西班牙阿文戈亞能源公司（Abengoa）旗下的索魯卡爾公司（Solucar）耗資3500萬(wàn)歐元興建，自2001年7月開(kāi)始，歷時(shí)4年完工。2007年3月30日，PS10正式啟用。

圖：匯聚的陽(yáng)光熱量使得PS10發(fā)電塔內(nèi)的液態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)水，推動(dòng)渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電，整個(gè)過(guò)程清潔無(wú)污染。

PS10發(fā)電廠是根據(jù)塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)大容量發(fā)電的。這座PS10太陽(yáng)能發(fā)電塔高115米，大約有40層樓那么高，在它的周?chē)灿?24個(gè)日光反射裝置—巨大的可移動(dòng)鏡片即“定日鏡”(heliostats）。每面定日鏡面積120平方米，傾斜的它們可以將陽(yáng)光收集匯聚并反射到PS10發(fā)電塔頂部的一個(gè)接收器上，這些在太陽(yáng)光反射下不斷泛著藍(lán)色光芒的“定日鏡”，就好像一朵朵藍(lán)色的向日葵。

而陽(yáng)光匯聚產(chǎn)生的熱量使得塔內(nèi)的水循環(huán)系統(tǒng)隨即升溫，將液態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)水。這時(shí)電塔底部的巨型渦輪被水蒸氣推動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以產(chǎn)生11兆瓦（MW）的電力。水蒸氣冷卻后變回液態(tài)，會(huì)再次進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，因此這種發(fā)電方式并不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，相當(dāng)綠色環(huán)保。

雖然相較于傳統(tǒng)的方式，這種發(fā)電方式的成本高出近三倍，但如同風(fēng)力發(fā)電一般，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)它會(huì)隨著技術(shù)進(jìn)步獲得成本降低的空間。

目前PS10電廠擁有的11兆瓦的發(fā)電量，可提供約6000個(gè)家庭的用電所需，而索魯卡爾公司的最終目標(biāo)是提供一整座像塞維利亞這樣大的城市所需的電力。

圖：西班牙日照示意圖。

作為“雙子塔”另一部分的PS20太陽(yáng)能發(fā)電塔（PS 20 solar tower plant）則是當(dāng)今歐洲最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠。PS20相比于“前輩”P(pán)S10，這種新型的PS20太陽(yáng)能塔有諸多技術(shù)改良：擁有一個(gè)更高效率的接收器,強(qiáng)化后的控制操作系統(tǒng)和新設(shè)計(jì)的熱能儲(chǔ)存裝置。顧名思義，PS20發(fā)電塔擁有20兆瓦的發(fā)電力，能量來(lái)源則全部依靠定日追蹤反射鏡反射的陽(yáng)光熱能，約有92%的太陽(yáng)熱量能夠直接被轉(zhuǎn)變成電能。生態(tài)能源倡導(dǎo)者稱，可以利用它從水里分解氫氣，為生態(tài)動(dòng)力車(chē)提供燃料。

PS20太陽(yáng)能發(fā)電塔初建于2006年，由西班牙國(guó)王和王后親自揭幕，可見(jiàn)這種綠色新能源在西班牙之受重視。PS20發(fā)電塔2009年9月開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，全部設(shè)施將于2013年完工，實(shí)現(xiàn)完全運(yùn)營(yíng)。到時(shí)候，整個(gè)電廠可以解決18萬(wàn)戶家庭的用電，相當(dāng)于每年減排60萬(wàn)噸的溫室氣體。

在PS20所在的反射區(qū)共有1255朵藍(lán)色的“向日葵”，即1255面“定日反射鏡”，每一個(gè)鏡面的面積同PS10一樣為120平方米。在這里所有的日光都通過(guò)這些“向日葵”反射集中到165米高的發(fā)電塔端接收器上，然后用聚集的熱量產(chǎn)生蒸汽進(jìn)而通過(guò)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電力。

西班牙被譽(yù)為“全球可再生能源技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一”，其可再生能源占能源總量的比重已經(jīng)超過(guò)15%。接下來(lái)幾年，這里還將建造更多的太陽(yáng)能廠，包含更多的集熱塔。目前有Solnova1、3和4三座共150兆瓦的太陽(yáng)能廠正在建造，預(yù)計(jì)到2013年完工，該區(qū)會(huì)成為世界最大的太陽(yáng)能園區(qū)。Ciemat公司、IDEA以及塞維利亞大學(xué)合作建造管理這座園區(qū),總計(jì)高達(dá)300兆瓦的發(fā)電量將供應(yīng)18萬(wàn)戶家庭的用電，相當(dāng)于滿足整個(gè)塞維利亞城市的需要。并且每年將減少60多萬(wàn)噸的溫室氣體排放量。

圖：向日葵簇?fù)硐碌腜S20太陽(yáng)能發(fā)電塔。PS20是當(dāng)今歐洲最大的太陽(yáng)能發(fā)電廠。

白天也懂夜的黑

西班牙塞維利亞終年陽(yáng)光明媚，每年這里都吸引著世界各地的游客前來(lái)，感受這座太陽(yáng)城的如火熱情。2011年的夏天，這個(gè)“陽(yáng)光天堂”，再次吸引了世人驚艷的目光。

這簡(jiǎn)直就是一個(gè)偉大的藝術(shù)品！當(dāng)我們驅(qū)車(chē)來(lái)到位于塞維利亞西部大桑盧卡爾市郊的小山崗上眺望，耀眼陽(yáng)光下展現(xiàn)在眼前的，是一大片開(kāi)闊的土地上依次整齊排列成同心圓的散發(fā)著藍(lán)寶石般光芒的巨大裝置，蔚為壯觀。實(shí)際上這里就是世界上首個(gè)能夜間發(fā)電的太陽(yáng)能電站—吉馬太陽(yáng)能光熱電站（Gemasolar）。而那些熠熠閃光的，正是日光反射裝置。

圖：吉馬太陽(yáng)能電站的技術(shù)人員正在檢測(cè)安裝有光線跟蹤系統(tǒng)的“定日鏡”。

太陽(yáng)能作為人類(lèi)最熟悉的可再生清潔能源，綠色環(huán)保。但由于地理和氣候等因素的影響，長(zhǎng)久以來(lái)依然難擺脫“靠天吃飯”的局面，夜間無(wú)法運(yùn)作、電力不易存儲(chǔ)等不可靠性一直是制約規(guī)?；?yáng)能發(fā)電的瓶頸。而今這座吉馬太陽(yáng)能電站可以整夜地運(yùn)行，它能確保在沒(méi)有太陽(yáng)光的夜晚也能發(fā)電，以造福人類(lèi)。這項(xiàng)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的革命性突破，究竟有著怎樣的奧秘？讓我們一探究竟，去揭開(kāi)它神秘的面紗吧。

以往的太陽(yáng)能發(fā)電廠一般采用太陽(yáng)能電池板，通過(guò)吸收光子的能量直接產(chǎn)生電流，這種發(fā)電方式又被稱為光伏發(fā)電。而太陽(yáng)能高塔發(fā)電廠則是利用反射的太陽(yáng)光加熱水來(lái)進(jìn)行發(fā)電，因此這種發(fā)電方式被稱為反射太陽(yáng)能集熱發(fā)電。和PS10和PS20那樣的太陽(yáng)能發(fā)電塔一樣，吉馬太陽(yáng)能電站正是依靠反射太陽(yáng)能的方式來(lái)集熱發(fā)電的。

吉馬太陽(yáng)能電站由2650塊太陽(yáng)能電池板構(gòu)成，覆蓋面積達(dá)到185萬(wàn)平方米，相當(dāng)于200多個(gè)足球場(chǎng)大。安裝有光線跟蹤系統(tǒng)的數(shù)千面“定日鏡”能像向日葵一樣跟隨太陽(yáng)移動(dòng)，將95%的太陽(yáng)輻射匯聚到該太陽(yáng)能電站中心的巨型集熱接收器上，其主體猶如一個(gè)高高的工廠煙囪—而奧秘正是源自這只“煙囪”。

圖：PS10太陽(yáng)能發(fā)電塔周?chē)灿?24面巨大的日光反射裝置——“定日鏡”。

集熱裝置好似一個(gè)巨大的鐵罐，里面盛放著用來(lái)吸收并可以存儲(chǔ)熱量的熔鹽—硝酸鹽。在白天，在太陽(yáng)輻射的聚集加熱下，這些鐵罐中的熔鹽溫度可高達(dá)900攝氏度，熔鹽受熱融化，吸收熱量，由高溫產(chǎn)生的高壓蒸汽開(kāi)始驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行，從而產(chǎn)生電力。

與槽式聚光技術(shù)相比，這種系統(tǒng)能產(chǎn)生更高的溫度，提供更多的高壓蒸汽，從而使發(fā)電效率大幅提升。不同于其他太陽(yáng)能電站的關(guān)鍵在于，這里由陽(yáng)光產(chǎn)生的能量更易存儲(chǔ)。在夜間或沒(méi)有陽(yáng)光的情況下，溫度降低，熔鹽會(huì)凝固并釋放大量的熱量到管道中，繼續(xù)加熱高塔水箱中的水，產(chǎn)生蒸汽繼續(xù)發(fā)電。

該電站儲(chǔ)存在熔鹽罐里的熱量能持續(xù)發(fā)電長(zhǎng)達(dá)15小時(shí)（是其他再生能源電能的3倍以上）。也就是說(shuō)，白天曬夠約9小時(shí)的太陽(yáng)，吉馬發(fā)電機(jī)全天24小時(shí)都可以發(fā)電。而在西班牙塞維利亞這樣陽(yáng)光充足的“太陽(yáng)城”，意味著包括夜間的絕大多數(shù)時(shí)間它都能夠正常運(yùn)行。據(jù)專(zhuān)家分析，每年它至少可以發(fā)電270天，這使得“晝伏夜出”成為現(xiàn)實(shí)。

2011年7月，歷時(shí)兩年建設(shè)的吉馬太陽(yáng)能光熱電站順利完成了為期一個(gè)月的試運(yùn)行，并成功實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)不間斷供電，從而成為世界上第一個(gè)能夠全天候供電的商業(yè)化太陽(yáng)能電站?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)該發(fā)電站每年發(fā)電量可達(dá)到1.1億千瓦時(shí)，足以滿足安達(dá)魯西亞地區(qū)25000個(gè)家庭的用電量，年減排二氧化碳可達(dá)3萬(wàn)噸。

吉馬太陽(yáng)能電站項(xiàng)目由阿聯(lián)酋馬斯達(dá)爾能源公司和西班牙SENER工程建筑公司（世界上唯一開(kāi)發(fā)建造中心塔熔化鹽接收技術(shù)商業(yè)發(fā)電站的公司）下設(shè)公司“托雷索爾能源”（Torresol Energy）共投資2.6億英鎊經(jīng)營(yíng)，該項(xiàng)目目前已獲得多家歐洲金融機(jī)構(gòu)總額高達(dá)1.71億歐元的投資和西班牙政府為期25年的電價(jià)補(bǔ)貼。托雷索爾能源主席恩里克-桑達(dá)戈?duì)査?qiáng)調(diào)，熔鹽蓄熱系統(tǒng)高效可靠，能大幅降低太陽(yáng)能發(fā)電站的投資成本，新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化正可以改善可再生能源發(fā)電的尷尬處境。

圖：2011年7月，吉馬太陽(yáng)能光熱電站實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電，成為世界上第一個(gè)全天候供電的商業(yè)化太陽(yáng)能電站。

自然恩賜于每個(gè)角落

自古以來(lái)，地球上形成的各式各樣的生物主要都依靠太陽(yáng)提供的光和熱生存。而在人類(lèi)文明漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程中，人類(lèi)也逐漸掌握依靠太陽(yáng)曬晾食物和衣物等眾多的生活技能。隨著人類(lèi)對(duì)煤炭石油等不可再生資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，在能源日益枯竭的今天，人類(lèi)日漸把目光轉(zhuǎn)向太陽(yáng)光產(chǎn)生的輻射能量—太陽(yáng)能這種可再生能源，力圖更加充分地對(duì)之開(kāi)發(fā)利用。

地球上許多能量都來(lái)源于太陽(yáng)能，而太陽(yáng)能在當(dāng)代主要用于發(fā)電。其利用方式主要分為兩種，光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換又稱太陽(yáng)能光伏轉(zhuǎn)換。當(dāng)太陽(yáng)能板暴露在陽(yáng)光下，便會(huì)產(chǎn)生直流電，從而發(fā)電。發(fā)電裝置由半導(dǎo)體物料（例如硅）制成的薄薄的固體太陽(yáng)能電池組成。

簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源，較大的光伏系統(tǒng)則可為房屋照明并為電網(wǎng)供電。由于太陽(yáng)能板可以制成不同形狀并組合，這些光伏設(shè)施通常被附設(shè)于建筑物。而無(wú)論是西班牙的吉馬太陽(yáng)能發(fā)電站還是PS20發(fā)電站，這種依靠集熱式太陽(yáng)能（Solar Thermal）實(shí)現(xiàn)的方式都屬于光熱轉(zhuǎn)換。

無(wú)論在喧鬧繁華的大都市還是在靜謐僻遠(yuǎn)的小鄉(xiāng)村；無(wú)論在鱗次櫛比的寫(xiě)字樓中，還是在舒適溫馨的家園里；無(wú)論是在車(chē)上、船上，還是在飛機(jī)上……在這個(gè)地球的各個(gè)角落，我們都越來(lái)越多地利用著大自然帶給我們的恩賜—太陽(yáng)能。而太陽(yáng)能計(jì)算機(jī)、太陽(yáng)能手表、太陽(yáng)能背包等各式太陽(yáng)能應(yīng)用裝置不斷涌現(xiàn)，當(dāng)然還有西班牙的太陽(yáng)能發(fā)電塔。

圖：吉馬太陽(yáng)能電站有2650塊“定日鏡”和一個(gè)巨型的集熱接收器。

歐洲鼓勵(lì)發(fā)展太陽(yáng)能，這其中屬西班牙政府提供的補(bǔ)貼最為優(yōu)厚，曾高達(dá)每度電58美分。除了歐洲，美國(guó)、澳大利亞等國(guó)都相繼大力研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能集熱發(fā)電。在美國(guó)加州東南部的莫哈韋（Mojave）沙漠，Google公司正投資1.68億美元打造世界上最大的塔式太陽(yáng)能發(fā)電站項(xiàng)目—艾文帕太陽(yáng)能電力采集系統(tǒng)（ISEGS）。該項(xiàng)目占地14.6平方公里，將放置17.3萬(wàn)個(gè)反光鏡。

它發(fā)出的電將是現(xiàn)今全美國(guó)商用太陽(yáng)能集熱發(fā)電量的兩倍。而摩洛哥和阿爾及利亞也建有此類(lèi)電站。臺(tái)灣體育場(chǎng)場(chǎng)館的屋頂采用多達(dá)8844片的太陽(yáng)能光伏板，是全球第一座具有100萬(wàn)瓦太陽(yáng)能發(fā)電容量的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)；澳洲實(shí)行“陽(yáng)光伏城計(jì)劃”（Solar Citiesinitiative），圣地愛(ài)麗絲泉、阿得雷德、佩斯、湯士維爾與布萊克頓五個(gè)城市獲取政府補(bǔ)助，相繼打造成為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)城市。

正是由于太陽(yáng)能在日照充足的條件下可以源源不斷地供應(yīng)能量，生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生污染，綠色環(huán)保，世界各地都在享用著這來(lái)自大自然的恩賜，積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能。盡管利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換率低等問(wèn)題，但全球該領(lǐng)域的眾多專(zhuān)家依然看好這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，認(rèn)為21世紀(jì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)將會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間；全球太陽(yáng)能市場(chǎng)不但會(huì)增長(zhǎng)，太陽(yáng)能企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略也將更加全球化。

圖：歐洲第一座商業(yè)性太陽(yáng)能發(fā)電廠——PS10太陽(yáng)能發(fā)電廠周?chē)摹岸ㄈ甄R”，像一朵朵藍(lán)色的向日葵。PS10電廠擁有11兆瓦的發(fā)電量，可提供西班牙約6000個(gè)家庭的用電所需。