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7月中旬，三峽集團傳來一則令人振奮的消息：全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站主體工程已進入調試階段。據公開報道，工程團隊將力爭今年底完成調試，實現投產發電。

據悉，投產發電后，光熱儲能電站將作為基礎調節電源，與周邊光伏發電和風力發電形成總裝機規模達70萬千瓦的多能互補清潔能源基地，源源不斷地向外輸送綠色電能。

如今，人類對清潔能源的需求越來越迫切。在目前已知的清潔能源中，太陽能無疑是地球上可以開發的、儲量最多的可再生能源。與此同時，各國也紛紛抓緊對太陽能發電的研究。

那么，太陽能發電有哪些新進展？主要應用在哪些領域？未來發展前景如何？請看本期解讀。

全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站。資料圖片

全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站定日鏡場。資料圖片

“雙塔一機”帶來新動力

所謂“雙塔一機”，指的是2個相鄰的吸熱塔和1臺汽輪發電機。

據公開報道，“雙塔一機”光熱儲能電站的主體部分是2個巨大的圓形陣列，每個陣列中心都有一個約200米高的吸熱塔。

塔下，近3萬塊的定日鏡使采光面積達80萬平方米。與常規的鏡片不同，這些定日鏡是用特殊材料制成的超白高清玻璃，反射效率可以達到94%。同時，這里的每一組鏡面都可以自由轉動，就像向日葵跟隨太陽轉，鏡面也追逐著太陽一天當中的運行軌跡，從而將太陽光聚集到吸熱塔中加熱熔鹽，帶動汽輪機發電。

這種獨特設計使得在同等邊界條件下，定日鏡場地的光學效率可提升約24%，大幅提高太陽能利用效率和電站發電能力。

目前，該電站的主體工程已經進入調試階段。未來，“雙塔一機”光熱儲能電站不僅可以保證在有陽光時正常發電，還可以借助熔鹽將多余的太陽能儲存起來，實現24小時不間斷的電力輸出。

這些熔鹽的沸點達600℃，可以在陽光充足時儲存多余熱量，太陽能不足時釋放熱量，具有儲熱時間長、響應速度快、輸出功率穩定等特點，調峰性能更優。這保證了光熱儲能電站能為電網提供穩定的電力支持，對提高電網安全性和可靠性意義重大。

與傳統的單塔光熱儲能電站相比，這種“雙塔一機”光熱儲能電站的設計核心，在于其獨特的光熱轉換機制。這種設計不受裝機容量的限制，大幅提升了發電效率、發電量及儲能量，進而使該電站年發電量達到18億千瓦時。

以普通家庭為例，假設每個家庭月平均用電量為250千瓦時，那么，18億千瓦時電量可以滿足約60萬個家庭1年的用電需求，并減少排放二氧化碳約153萬噸。

從能源發展角度看，全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站采用了光熱儲能技術，實現了能源領域的重大突破，建設意義深遠——

首先，光熱儲能技術對解決以往太陽能發電的間歇性問題具有獨特優勢，為實現可再生能源大規模應用提供了新技術路徑和解決方案。

其次，隨著全球對清潔能源需求的增長，光熱儲能技術有望與光伏發電、風力發電等綠色發電方式互補，共同推動能源轉型。

再者，光熱儲能技術的發展有助于減少溫室氣體排放，對保護環境和應對氣候變化具有積極作用。

不過，光熱儲能技術的發展也面臨一些挑戰。比如，從目前來看，與其他發電方式相比，光熱儲能電站建設成本較高，未來想要實現大規模推廣應用仍需降低成本。

綜合來看，全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站的建設，為推動光熱儲能技術的進步以及能源可持續發展注入了新動力。我們期待今年底“雙塔一機”光熱儲能電站順利投產發電，也期待光熱儲能技術未來能有更多新的技術突破。

太陽能應用由來已久

地球上的生命自誕生以來，就主要依靠太陽提供的輻射能生產生活。

古羅馬時期，人們開始嘗試在窗戶上安裝玻璃，利用溫室效應將熱能留在房間內，用于供暖和種植水果蔬菜。還有人借助陽光，將新鮮食物曬干脫水以便長期儲存。

據《夢溪筆談》記載，北宋科學家沈括當時已經發現了凹面鏡的聚光原理，清楚地論述了他所用的凹面鏡的焦距長度和焦點大小。歐洲文藝復興時，達·芬奇建議制造大型凹面鏡，利用聚集起來的陽光為工廠或鍋爐提供熱量。

不過，此時人們對太陽的主要認知和利用形式，還是以簡單集聚光和熱進而提供熱量為主，在能量轉化方面并沒有實質上的改變。

直到1615年，法國工程師所羅門·德考克斯發明了世界上第一臺依靠太陽能驅動的發動機，人類逐漸開始學會將太陽能轉化為動能，服務于人類的生產生活。

1839年，一次實驗中，法國物理學家貝克勒爾意外地發現，光線照射到某些材料上時會產生電流。后來，他將這種現象命名為“光生伏特效應”，即現代光伏效應的前身。

由此，人類開始邁上利用太陽能發電的新臺階。

20世紀初，隨著科技的進步，太陽能發電技術得到了進一步的發展。1954年，美國貝爾實驗室的研究人員恰賓、富勒和皮爾松研發出世界上第一個有實用價值的太陽能電池——單晶硅太陽能電池。這一成果標志著現代光伏發電技術的誕生。

光伏發電是一種將太陽輻射能直接轉化為電能的發電方式，是當前太陽能發電的主流技術。通過光伏發電技術，人們可以借助特定的半導體電子器件，吸收太陽輻射能，并將這些能量直接轉化成電能。

截至目前，光伏發電技術的應用幾乎涵蓋了各行各業，影響著人類的生產生活。比如，太陽能無人值守微波中繼站、載波電話光伏系統、光伏電站、光伏應急電源等，都是依靠光伏發電技術來運行的。

與光伏發電相比，利用太陽能發電的另外一種形式——光熱發電，則顯得有些默默無聞。

上世紀70年代，受石油危機的影響，國際社會開始加大對可再生能源的研究和開發。在此背景下，綠色無污染的太陽能光熱發電技術開始受到重視。

1980年，美國建成了世界上第一座商業化的太陽能光熱發電站，這標志著光熱發電技術進入了商業化階段。

太陽能光熱發電有兩種轉化方式：一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如利用半導體或金屬材料的溫差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電等；另一種方式是太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電。

光熱發電技術避免了光伏發電技術“即發即用”的缺點——夜間光線微弱，不足以激發光伏組件中的電子，因此光伏電站無法在晚上繼續發電；而光熱電站中的傳熱介質熔鹽，可以利用晴天時儲備下來的熱能，在夜晚和陰天繼續發電，這樣光熱電站就能實現晝夜連續發電，從而有效保證了供電的穩定性。

盡管默默無聞，但優點顯而易見。在所有清潔能源中，太陽能潛力最大；而在太陽能中，光熱發電和光熱儲能技術的潛力最大，是未來能源發展的“富礦區”。

清潔能源的未來之路

從太陽能路燈、太陽能道路交通系統，到太陽能通信基站，甚至太陽能汽車，如今，太陽能正逐步成為人類能源結構中不可或缺的一部分。

在全世界對可再生能源的需求不斷增長、逐步淘汰化石燃料的背景下，太陽能發電為應對能源安全與環境污染問題，甚至推動經濟發展與產業升級做出了巨大貢獻。在科技手段的加持之下，太陽能發電或將成為未來能源發展的主要方向之一。

——更加智能。智能光伏發電是一種發展前景廣闊的太陽能發電技術，融合了通信技術、互聯網技術、云計算技術等，具有智能控制功能。同時，它可以提高太陽能發電系統的能效，實現對光伏電站的精細化管理，提高發電效率，滿足用戶的多樣化需求。

此外，光伏與儲能技術的融合也將是未來發展的一個重要趨勢。

隨著電池儲能技術的快速發展，將光伏發電與儲能系統相結合，可以實現太陽能的連續供應和穩定輸出。這種融合不僅能提高太陽能的利用效率，也將為構建智能電網、推動能源互聯網的發展奠定基礎。

——成本更低。光熱儲能技術降低成本后，將會極大地帶動太陽能發電事業的發展。同時，隨著高效光伏材料的不斷研發應用，光伏發電技術近年來也在經歷著較大變化。從最初的硅基太陽能電池，到如今的單晶硅、薄膜電池、鈣鈦礦電池等，光伏材料的轉換效率不斷攀升，在提高能源利用效率的同時，大幅降低了其成本與使用門檻，使得太陽能更加普及和可靠。

伴隨著技術革新，在不久的將來，我們或許會看到越來越多的太陽能創新產品走進人們的視野。

太陽能窗戶。據悉，目前正在研制的太陽能窗戶，可以把透過窗戶照進室內的陽光轉換成電能，為千家萬戶供電。太陽能窗戶的材料是光伏玻璃，這種材料能夠捕捉太陽能，同時保持窗戶透明。雖然這項技術目前仍然處于起步階段，但其發展未來可期。

太陽能涂料。你能想象用一層涂料就能給房子供電嗎？科學家發現，從二氧化鈦礦物中提取的材料——鈣鈦礦，具備制造出液態太陽能電池的能力。而被稱為“噴涂太陽能電池”的鈣鈦礦涂料，未來一旦研發成功，就可以涂在建筑物表面，滿足建筑物的用電所需。

太空太陽能。據悉，不少科學家一直在致力于開發太空太陽能電池板，用來解決地球上的能源問題。太空中沒有云層、大氣層和夜晚，可以讓太陽能電池板不受限制地充分獲取光線，太空因此成為收集太陽能的理想場所。

太陽，是萬物生長的源泉。我們可以暢想一下未來，配備太陽能電池板的衛星發射到太空，可以收集大量的太陽輻射能，并通過微波或激光束將這些太陽輻射能傳回地球，為整座城市供電。陽光普照之下，地球必將迎來更加綠色的未來。

文章轉自《中國軍網-解放軍報》，原標題《光熱儲能：“太陽花”美麗綻放》，作者：趙陽泱，姚克，臧乾雯。