5)太阳能是最便于实现和水能互补的新能源。太阳能和水能是互相补充、匹配合作,最自然的一对“双生子”。水能发电有丰水季节、枯水季节的不均衡。太阳能发电有白天、夜间,和阴雨连绵、阳光明媚天气发电的间隙性。水能发电通常年发电2000多小时,甚而只能年发电1500小时。在水量极其丰富的长江三峡,也只能年发电4000多小时。在太阳能贫乏地区,太阳能仅能发电1000~1500小时;在丰富地区,可年发电2500~3000小时。但是,连续阴雨天气往往是水能的丰水季节;而枯水季节又往往是旭日高照的天气。水能特点是:只要有“足够”的水能的储存,随时可以发电,可以不发电,可以多发电,也可以少发电。其启动和关闭仅需几十至一百多秒钟。所以,“水能+太阳能”不仅能在发电时间上相互弥补不足,而且能在稳定发电功率上相互匹配补充。而如果再有“风能+抽水
储能电站”弥补水能发电的水量的短缺,就不仅可用“太阳能+水能+风能+抽水储能电站+动力、储能兼容的大型蓄电装置”的综合发电体系,作为“调整峰谷等不同需求不同的调峰电力”,而且在未来还能取代“火力发电+核电”,充任长年发电的基本电力。
6)新发展的4倍聚光发电,还是最适合于在“同一”地区实现风、光互补的发电技术。原因是:当人们在同一地区实现风光互补发电时,风机叶片的“阴影”将不可避免地减少太阳能光电池的发电量;但在通常平板式
光伏电池的设计中,除阴影将减少发电量外,还出现有严重的阴影“堵塞”效应。一片树叶的阴影,将“堵塞”一大片光电池的发电通道,将至少减少10%~30%的发电量。而“4倍聚光+跟踪”减少的发电量,仅等同于阴影面积;在广阔草原或荒漠地区,风机叶片造成的阴影,只有极微弱的电量损失。
可在“同一”地区实现风光互补,也就大量节约了用地。
7)新发展的“4倍聚光+跟踪”的
光伏发电技术,也是和环境友好兼容的技术。在荒漠地等干旱地区,这里推荐的转盘式跟踪技术具有的另一优点是,所覆盖的土壤仍能均匀地接受光辐射,可大幅度减少蒸发量,同时可抽取少量地下水改良土壤,促进农作物的生长和发育。只需将发电转盘支架略为升高一些,就可将所覆盖的土地全部变为肥沃的牧场,大规模放养羊、兔、鸡、鹅等,身高不超过一米的肉食动物。同样,在水量丰富地区,这一技术也能和种养其它动植物兼容,因为转盘式跟踪技术仅能减少光辐照总量,不会造成长期覆盖的阴影。
8)新出现的一个亮点是,这一“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术,非常易于在水面实现“太阳能睡莲”。其最大优点是,可利用聚光漏斗的“浮力”取代支撑漏斗实现跟踪的构架。在通常转盘式跟踪技术中,每100千瓦将用到66吨的钢材,约占全部售价的20%。由于这一聚光漏斗是常年浸在水中,所以极易散去聚光时产生的巨大热量,可又增加约10%~15%的发电量。至于水波起伏,定向跟踪等技术问题,均不难用锚、舵等技术来解决。
陈应天教授曾做过一个试验,将聚光漏斗搁置水下15厘米深处,历时2个多月后,在漏斗内没有发现丝毫水汽!而现有平板式光伏组件,通常均不能抗拒水汽的干扰。
为解决许多地区土地价格过高,其最简单的措施是,大力发展更为价廉物美的水上太阳能睡莲技术。
其实,在国外已有类似设想。
据“国际在线”报导,“苏格兰著名建筑公司ZM为格拉斯哥市由皮特理查森设计师设计出了一套可持续能源方案,其中最引人注目的,是一种漂浮在河面上的‘太阳能睡莲’。
科研人员在格拉斯哥市的克莱德河中摆放了一些‘太阳能睡莲’,在外表上和真正的睡莲很相像,但实际上是巨型的太阳能浮板,能将日间吸收到的太阳能收集起来,转化为电能向城市输送。ZM建筑公司的负责人表示:“这种太阳能浮板转化的电能,比通常放置在屋顶的太阳能板以及风力涡轮机转化的更多,这是城市能源计划中一个非常有创新性的点子”。此外,由于太阳能浮板外形美观,一旦投入使用,也将为城市增添一道独特的风景。目前,格拉斯哥科学中心正考虑在部分河道测试此方案。”