20世纪太阳能科技发展的回顾与展望

前，基本能满足固相贮氢要求的材料主 要是稀土系合金和钛系合金。金属氢化物贮氢技术研究已有30余年历史，取得了不少成果，但仍有许多课题 有待研究解决。我国对金属氢化物贮氢技术进行了多年研究，取得一些成果，目前研究开发工作正在深入。 2．3．4机械能贮存 太阳能转换为电能，推动电动水泵将低位水抽至高位，便能以位能的形式贮存太阳能；太阳能转换为热 能，推动热机压缩空气，也能贮存太阳能。但在机械能贮存中最受人关注的是飞轮贮能。 早在50年代有人提出利用高速旋转的飞轮贮能设想，但一直没有突破性进展。近年来，由于高强度碳纤 维和玻璃纤维的出现，用其制造的飞轮转速大大提高，增加了单位质量的动能贮量；电磁悬浮、超导磁浮技术 的发展，结合真空技术，极大地降低了摩擦阻力和风力损耗；电力电子的新进展，使飞轮电机与系统的能量交 换更加灵活。所以，近来飞轮技术已成为国际上研究热点，美国有20多个单位从事这项研究工作，已研制成 贮能20kWh飞轮，正在研制5MWh～100MWh超导飞轮。我国已研制成贮能0． 3kwh的小型实验飞轮。 在太阳能光伏发电系统中，飞轮可以代替蓄电池用于蓄电。 2．4太阳能传输 太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传 输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。 直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向， 达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用 表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。 间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换 为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微 波或激光将电能传输到地面。 太阳能传输包含许多复杂的技术问题，应认真进行研究，这样才能更好地利用太阳能。 3太阳能利用 在过去的100年间，人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索，逐步明确了发展方向，初步得到一 些利用。70年代以后，世界各国加大了对太阳能研究开发的投入，太阳能热水、太阳能建筑、太阳能光伏发电 等利用项目发展速度加快，规模逐渐扩大。但从总体而言，目前太阳能利用的规模还不大，技术尚不完善，商 品化程度较低，需要继续努力。 3．1太阳能热发电 太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目，只要将太阳能聚集起来，加热工质，驱动汽轮发电机即能发 电。 1950年，原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站，建造了一个小型试验装置。 70年代，太阳电池价 格昂贵，效率较低，相对

而言，太阳热发电效率较高，技术比较成熟，因此当时许多工业发达国家都将太阳热 发电作为重点，投资兴建了一批试验性太阳能热发电站。据不完全统计，从1981～1991年，全世界建造的太 阳能热发电站（500kw以上）约有20余座，发电功率最大达80MW0 按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。这些电站基本上都是试验性的。 例如，日本按照阳光计划建造的一座IMW塔式电站，一座IMW槽式电站，完成了试验工作后即停止运行。 美国10MW太阳1号塔式电站，进行一段时间试验运行后及时进行技术总结，很快将它改建为太阳：号电 站，并于1996年1月投入运行。 80年代中期，人们对建成的太阳能热发电站进行技术总结后认为，虽然太阳能热发电在技术上可行，但 投资过大（美国太阳：号电站投资为1． 42亿美元），且降低造价十分困难，所以各国都改变了原来的计划，使 太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。例如，美国原计划在1983～1995年建成5～10万kW和10～30万 kw太阳能热电站，结果没有实现。 正当人们怀疑太阳能热发电的时候，美国和以色列联合组成的路兹太阳能热发电国际有限公司，自 1980年开始进行太阳热发电技术研究，主要开发槽式太阳能热发电系统，5年后奇迹般地进入商品化阶段。 该公司从1985年至1991年在美国加州沙漠建成9座槽式太阳能热电站，总装机容量353． 8MW。电站的投 资由：号电站的5976美元／kW，降到8号电站的3011美元／kW，发电成本从26．5美分／kWh降到8．9美分 ／kwh。该公司满怀信心，计划到2000年，在加州建成装机容量达800Mw槽式太阳能热发电站，发电成本降 到5～6美分／kWh。遗憾的是，1991年因路兹公司破产而使计划中断。 路兹热电站的成功实践表明，不能简单地否定太阳能热发电技术，而应继续进行研究开发，不断完善，使 其早日实现商业化。为此，以色列、德国和美国几家公司进行合作，继续推动太阳能热发电的发展，他们计划 在美国内华达州建造两座80MW槽式太阳能热电站，两座100MW太阳能与燃气轮机联合循环电站。在西 班牙和摩洛哥分别建造135MW和18M

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