245.2014年:艾文帕太阳能发电系统
位于莫哈维沙漠(Mojave Desert)的太阳能发电系统的鸟瞰。
蒸汽轮机(1890年),轻水反应堆(1946年),加拿大重水反应堆(1971年)
想象一下,你正想要收集阳光,许多许多的阳光。这么多的阳光,这么高的热量,可以为你提供一个小型城市的能源。2014年开始位于拉斯维加斯附近的巨型太阳反射阵列就在做着这样的事情。这座规模庞大的工程构造属于谷歌、NRG能源和亮源能源公司(BrightSource Energy)。
基本思路很简单:用平面镜反射阳光到高塔。把平面镜放大尺寸到7平方米的反射面积,再把每两面平面镜安装在可以活动的轴上。这样组合的装置称为太阳反射器。共需安装17.3万个反射器,使它们将阳光汇聚在三座高塔上。这就是艾文帕太阳能发电站的规模。
反射器的作用是追踪太阳。每个反射器都可以使镜面倾斜和旋转,保证它们总能将阳光反射到高塔上。这是很容易的任务,除非遇到大风。想象一下你把手伸出时速为60英里(约97千米)的汽车的车窗,就能感受到很大的阻力。再想象一下将一张胶合板伸出窗外,风力将是巨大的。太阳反射器支撑着两面反射镜,它们的尺寸差不多相当于5张胶合板的大小。每个太阳反射器都必须能处理大风情况,在狂风的天气中保持镜面的良好指向。
在三座高塔内部安装有定制的锅炉,负责将太阳的热能转化为蒸汽。蒸汽驱动蒸汽轮机发电,就像在传统的发电站中的情况一样。
考虑到太阳能给地球表面上每平方米提供1千瓦的能量,再考虑到这座发电站拥有大约250万平方米的镜面面积,这就意味着一共可以收集到250万千瓦的热量。大约一半的热量损失在向高塔聚焦的过程中,之后热量转化为电能的效率大约是30%左右,因此当太阳照耀的时候,这座发电站可以产生大约400兆瓦的电力,每天这样的时间可以持续7小时。如果电能的售价是每千瓦时10美分,发电站每年带来的收入大约是1亿美元。■ 工程学之书