我国建成全球首个熊猫型光伏电站，这是不是来卖萌的？

出品：科普中国

制作：山夕团队李嘉欣

监制：中国科学院计算机网络信息中心

能源紧缺、环境污染、气候变暖等问题的加剧，以及经济可持续发展的迫切需求使新能源开发和利用有了空前的意义。相比于风能，太阳能覆盖范围更广，产出较稳定，应用类型灵活多样，所以，各国都积极探索太阳能发电。然而，人们在利用太阳能发电时却不总是产生正面效果。

最近，美国艾文帕太阳能发电站就出现了令人意想不到的事。该发电站因不合理的设计，使其反射镜产生的高温致上千只鸟死于非命，或被灼伤致死，或直接被高温焚化。

“心疼！”

这种现象不是第一次产生，也不会是最后一次。除非这个太阳能发电站改进其技术，才有可能让鸟类和昆虫安全经过这片沙漠。

而同样利用太阳能发电，我国则正享受到太阳能发电的便利之处。就在7月7日，我国建成了世界上首个熊猫外型的太阳能光伏发电站，且已开始并网发电。该电站全部投入使用后，能在25年内提供32亿千瓦时的绿色电力，相当于节约煤炭105.6万吨，减少二氧化碳排放270万吨。

此外，中国屋顶太阳能的装机容量将在2017年达到700万千瓦至800万千瓦，普通人家不但能使用这些电力，还能将剩余的电力卖给电网。

为什么同样是太阳能发电，却带来不同的结果呢？因为二者采用不同的技术。

聚光太阳能发电：我不是故意杀死小鸟的！

艾文帕太阳能发电站通过30万块电脑控制的反射镜，将阳光聚集到459英尺（约140米）高的水塔上，加热锅炉管道内的水，从而产生蒸汽，驱动涡轮，产生电力。

这是属于太阳能光热利用中的高温发电。

光热利用的原理：用太阳能集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。其中，光热发电系统又可分为太阳能槽式发电系统、太阳能塔式发电系统和太阳能蝶式发电系统。

小科普：

太阳能槽式发电系统：采用线性抛物面反射聚焦太阳光到集热管上，经过传热加热驱动汽轮机带动发电机发电，镜面采用自动跟踪系统跟踪太阳光。

太阳能塔式发电系统：采用安装了自动跟踪系统的反射器阵列反射太阳光到塔上的接受器，驱动机器运转带动发电机发电。

太阳能蝶式发电系统：采用蝶式反射镜面发射太阳光到聚焦面上而产生高温，热量通过吸热器传递给发动机，接着带动发电机发电。

目前，艾文帕太阳能发电站采用的这种聚光太阳能发电技术已经过时了，其弊端也在运营之后逐渐暴露出来。

其反射镜产生的温度可达1000华氏度（约537摄氏度），足以杀死并烤焦误闯入这里的鸟类和昆虫。更危险的是，有时反射镜没有按照正确路径跟踪太阳，就会把阳光聚焦到错误的地方，酿成事故。

从艾文帕太阳能发电站的例子中，我们可以清晰到看到这种用聚光太阳能发电技术的光热利用有其弊端，但仅从边沁的功利主义原则来看，算是利大于弊。那么，光伏发电技术又是什么？与之相比，又有哪些优点呢？

光伏发电技术：我用的效应，名字很清奇！

目前，我国开发太阳能大多都是采用光伏发电技术。而所用的光伏电池主要有晶体硅电池和薄膜电池。例如，我国最新建成的这个萌萌哒熊猫外型光伏发电站就是利用这两种不同的电池，来产生不同的视觉色彩效果。其中，熊猫的黑色部分，由单晶体硅太阳能电池组成；白色部分则由薄膜太阳能电池组成。

至于光伏发电的基本原理，却不能像讲电池分类那样简单。具体来说，它是利用光生伏打效应（PS：我不是错别字，别人也称我为光生伏特效应）将太阳辐射能直接转换为电能，即当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被太阳能材料吸收，光子激发电子跃迁至导带成为自由电子。于是不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生了电位差。有了电压，这就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流。

所以，光伏发电过程其实就是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程。具体而言，太阳能光伏发电系统就是一种能将光生伏打效应所得的电能由直流电变成交流电并入电网供电的绿色系统。

例如，我国的国家体育馆、奥林匹克森林公园、五颗松体育馆等场所均应用了太阳能光伏发电系统。采用此系统可以减少有害气体排放、保护环境，还能缓解北京用电压力。其中，国家体育馆屋面安装的100千瓦太阳能并网光伏发电项目，使国家体育馆成为一座“会发电”的奥运场馆。该项目可累计产生232万度绿色电能，同时节约标准煤约904.8吨，减排二氧化碳约2352.5吨。

除了光伏电站外，光伏发电还有很多应用实例，小到太阳能充电器、太阳能路灯、太阳能航标灯，大到太阳能汽车、人造卫星、月球车、太阳能飞行器、光伏建筑一体化等。