(2)太陽能光電站
我們知道,單個的太陽能電池發電量小,小塊的太陽能電池也不宜直接作為電源使用。在實際應用中,是將幾片或幾十片單個的太陽能電池串聯或並聯起來組成太陽能電池板,獲得一定量的電能。若將許許多多的電池板再組合成大型的“光板”,那麼它們的發電能力就具有了足夠的威力,這樣才能建成專門用來生產電力的太陽能光電站。太陽能光電站同其他類型的電站相比,不需要燒燃料,不會產生有毒有害氣體,沒有機械運動部件,沒有噪音和爆炸危險,經久耐用的電池是半永久性的。而且電站的管理、操作、維修非常容易,不論電站的規模如何,其發電效率都是一樣的。可見,太陽能光電站的優越性是很明顯的。
目前,世界上最大的太陽能光電站是1983年美國阿柯公司在加利福尼亞州建成的。該電站擁有128塊大型太陽能“光板”,占地8萬平方米,用計算機控製自動跟蹤太陽,裝機容量達到1000千瓦。1992年,美國的克羅納公司投資1.25億美元,也在加利福尼亞州建造了一座太陽能光電站。
沙特阿拉伯位於炎熱的中東地區,擁有豐富的太陽能資源。政府在1984年建成了一座發電能力為350千瓦的太陽能光電站。160塊電池板排列成8行,每塊電池板上鋪設有250個太陽能電池,生產的電力供附近3個村莊3600名居民使用。這座太陽能光電站成為發展中國家開展應用太陽光發電的楷模。
不久前,瑞士和日本開始了一些世界首創性的試驗。瑞士在庫爾地區萊茵塔爾地段的高速公路防噪音牆上設置了許多太陽能電池板,總長830米,高1.30米,每年可獲得14.5萬千瓦時的電力,供30個家庭使用。日本三洋公司生產了一種太陽能電池瓦,長109厘米,寬25厘米,鋪在屋頂上,每一塊能產生14.7瓦的電力。瑞士一家技術公司也發明了一種具有夾層結構的窗戶,兩層玻璃之間夾有氧化錫導電層、碘電解液、染料層和二氧化鈦薄膜層。隻要太陽光照到窗戶上,窗戶就能將7.1%~7.9%照射進來的太陽能轉換成電能,每平方米的麵積上可產生150瓦的電力。
但並不是有陽光就可以產生電力。其原因在於:一是因為太陽能電池的光電轉換效率比較低,需繼續提高;二是因為太陽能電池的成本比較高,一般家庭使用不起。前麵說過的非晶矽電池成本低,可繼續生產,盡管其光電轉換效率低,但若能建設麵積達幾平方千米的大型太陽能光板,這樣的太陽能光電站是人們比較理想的選擇之一。
1988年,美國桑迪亞國家實驗室研製成功的一種聚光砷化镓-矽太陽能電池,其光電轉換效率可達31%。目前,科學家們正在為研製光電轉換效率達40%的太陽能電池努力。這麼高的效率如果再配合不斷降低的成本,太陽光發電站就可以具有很強的競爭力了。
然而還有一個不容回避的問題是,不管太陽能光電站成本如何降低、效率如何提高,在地麵上建造太陽能光電站總要麵臨其天然的不足:一是占地麵積太大;二是發電穩定性受天氣、季節、晝夜交替的影響;三是地球上可接收到的太陽光經過大氣層到達地球,已經大為減弱,其中又有1/3被反射回空間,最後真正到達地麵的能量還不足50%。可見由於各種因素的製約,並不是每個地方都適宜建造太陽能光電站。