关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
全球气候变化已经到来,而且根据周二发布的白宫报告,情况只会变得更糟。为了应对海平面上升和酷热的夏季,奥巴马政府一直在推动减少碳排放的清洁可再生能源。现在,其中一个项目即将取得成果:阿瓜卡连特,世界上最大的光伏太阳能发电设施,上周在亚利桑那州竣工。
该电站包含超过 500 万块太阳能电池板,覆盖了尤马和菲尼克斯之间沙漠中相当于两个中央公园的面积。它产生 290 兆瓦的电力,足以在峰值容量下为邻近加州的 23 万户家庭供电。与四年前美国最大的太阳能发电设施仅产生 20 兆瓦的电力相比,阿瓜卡连特太阳能项目代表了技术的重大进步。“太阳能作为一种具有竞争力的能源资源已经完全到来,”美国能源部 (DoE) 贷款项目办公室执行主任彼得·戴维森说。
该项目耗资 18 亿美元建设,获得了贷款项目办公室 100 万美元的贷款。在其“阳光计划”(以约翰·肯尼迪总统的“登月计划”的精神命名)下,能源部为未经证实的太阳能企业提供担保贷款,以期促进创新并使该技术更具成本效益。* 虽然阿瓜卡连特(由美国能源巨头 NRG Energy 和合作伙伴 MidAmerican Solar 所有)现在是世界上最大的光伏太阳能设施,但它可能不会保持这一称号太久。其他大型太阳能电池板设施,如加利福尼亚州莫哈韦沙漠的羚羊谷太阳能牧场一号,正在美国西南部迅速涌现。“正在建设的这一系列大型电站真正标志着该技术从实验性事物向电网上真正能源的过渡,”国家可再生能源实验室 (NREL) 的高级分析师罗伯特·马戈利斯表示同意。太阳能目前占美国能源产量的 1%,但它是能源领域增长最快的部门。马戈利斯说,阿瓜卡连特证明,大规模投资太阳能是在当前市场上使其更具可行性的有效方法。
如果能够加以利用,仅一个小时的阳光所包含的能量就足以让世界运转一年。然而,由硅制成的传统太阳能电池板(半导体材料的黄金标准)价格昂贵,特别是与廉价但肮脏的煤炭和天然气相比。阿瓜卡连特由位于亚利桑那州坦佩市的 First Solar 公司为 NRG 运营和维护,它使用更新的薄膜电池板,以少量的材料吸收相同量的阳光,从而提高阵列的效率。
NRG 与公用事业公司太平洋瓦电公司签订了一项协议,将该电站产生的电力出售给他们 25 年。加利福尼亚州的法律规定,公用事业公司到 2020 年必须从可再生能源中获得 33% 的电力。
像阿瓜卡连特这样的大规模设施使能源公司能够批量购买建筑材料,从而降低成本。但这种安排也有缺点。如此规模的综合体的庞大程度使得它们难以维护,一些环保组织认为,巨大的结构会取代当地的野生动物。因此,许多加利福尼亚州的立法者更喜欢可以建在离供电地点更近的小型电站。
与传统的太阳能发电站一样,仍然存在天空阴云密布时该怎么办的问题。NRG Solar(NRG 的子公司)资产管理高级主管约翰·卡拉姆说,阿瓜卡连特最有趣的事情之一是如何应对阴天。该站点内置了额外的面板,因此“当电站部分被云层覆盖时,控制系统实际上可以调用未受影响的那部分面板”,并招募那里的额外面板来弥补差异。
“系统正在变得更智能,”NREL 的马戈利斯指出。“研究和开发的下一个前沿领域是通过更智能的控制将大量的太阳能整合到系统中,并提高预测云层何时到来以及系统行为的能力,以便公用事业公司做好准备。”
能源部 (DoE) 的戴维森说,消费者不会立即注意到太多差异,因为公用事业公司通常会从各种能源中获取能源。“就像往水池里倒水一样:所有东西都会混合在一起,然后被输送出去。”
但戴维森预测,随着太阳能变得更便宜,公用事业公司会将这些节省的成本转嫁给消费者。随着像阿瓜卡连特这样的巨型电站中出现的技术进步变得更加广泛,个人太阳能采用者最终也可能会看到节省的成本。
*更正 (5/9/14):自发布以来,此句和前一句已进行编辑以更正错误。它们最初指出能源部的阳光计划授予贷款,而不是能源部的贷款项目办公室。