本文仅就新能源中的太阳能发电技术的动向做一个预测。其一,关键光伏器件的价格将进一步降低,从上世纪50 年代初的1 500 美元/W 降至1美元/W 左右(现行价格为4 美元/W);其二,是将太空技术、微波技术和光伏技术结合;其三,是我国将加大新能源发展的力度,在GDP增长的城市规划中会单列一块,即“新能源在GDP 增长中的贡献”,且逐步解决分布式供电网问题。
1 太阳能发电与微波输电计划
1.1 宇宙太阳能发电
太阳表面的温度约为2伊107益,它所释放的能量为1伊1024 kW。其中,地球有可能利用的能量为1.8伊1014 kW,若以地球表面来平均,则可利用的能量达183 W/m2(日照总量为1 400 W/m2)。
除上述在地表可获取的能量外,人们还可以从空中捕获太阳能量,SSPS 计划就是基于此为出发点的。
最初的设想是从1973 年到1984 年底为基础研究阶段,到1992 年底试制概念样机,并开始试制实用装置,到1998 年给出可投入实际运行的太阳能光伏发电和微波发送接收装置。
作为21 世纪的新能源系统,核聚变发电系统和软能源系统是有希望的。在软能源系统中,宇宙太阳能发电系统(SSPS)非常引人注目。
1.2 SSPS计划概述
若干年前就有人设想过从遥远的地方利用微波来输电,1969 年美国雷神公司的布朗(W.C.Brown)从地面向天空发射微波,通过接收天线将接收的电能返回到一架直升飞机上,使装有天线的直升飞机带着接收的电功率在空中飞行,这是最早的成功的开拓性试验。
到20世纪70年代各国相继研制微波输送、接收电力的试验。电功率一般均在2 450 MHz、10 kW左右。1974年,美国迈阿密大学发表了论文《大规模从宇宙发电与输电计划》,其概念装置模型如图1 所示,简称SSPS(Satellite Solar Power Station)计划,该计划第一次把太阳能光伏发电和微波传输两种最新概念结合了起来。