太阳能是大自然赐予人类的永恒礼物

古代中国人对太阳能的利用可追溯到周代。那时，人们已经能利用凹面镜的聚光焦点向日取火，据说这是世界上对太阳能的最早利用。在其他著名的历史文献中，有关利用太阳能的记载也不在少数，比如在《周礼·秋官司寇》中，有“司烜氏掌以夫燧取明火于日”的记载。在《淮南子·天文训》中，有“故阳燧见日，则燃而为火”的说法。而在《论衡》中，说得同样清晰：“验日阳燧，火从天来。”《古今注》里也说：“阳燧，以铜为之，形如镜，照物则影倒，向日则火生。”阳燧，其实就是古代中国人使用的太阳灶。太阳能不光为古人的日常生活所用，还在医学上留有痕迹，比如用太阳光中的紫外线检验骨伤。《洗冤集录》说：“验尸骨伤损处，用糟醋泼罨尸首，于露天以新油伞覆，欲见处迎日隔伞看，痕印见。”意思是让光线通过油伞，使有利观察的射线充分集中，这与现代医学上用紫外线检查伤痕的道理完全相同。中国古代医学之所以了不起，从这一点上，古人的智慧就可见一斑。

在国外，最早将太阳能应用于军事的人据说是著名物理学家阿基米德。在2200多年前，古罗马帝国派舰队攻打地中海西西里岛东部的锡腊库扎。当时已70多岁的阿基米德也在岛上，他发动全城妇女手持锃亮的铜镜来到岸边。烈日当空，阿基米德举起一面镜子，让它反射的日光正好射到敌舰的船帆上。于是，妇女们也照着阿基米德的样子将镜子的反射光照到船帆上。不一会儿，舰船就起火了，罗马人只得大败而归。

这个传说的真实性无从考证，但在1839年，法国科学家贝克雷尔就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。而真正让这种发现成为可触摸的现实的，是著名的美国贝尔实验室。半个多世纪以前，贝尔实验室研制出了世界上第一块单晶硅太阳电池，从此，人类进入了利用太阳能发电的新纪元，这个产业也叫光伏产业。

就像风一样，太阳能是大自然赐予人类的永恒礼物，它无限丰富的辐射能量，保证了地球所需的热量、光照和能源。按照科学家的计算，太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，我们假设，把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，每年发电量就可高达5.6×1012千瓦时，相当于每年全世界能耗总量的40倍。中国是太阳能资源非常丰富的国家，理论上，中国的太阳能储量可以达到每年17000亿吨标准煤。中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000千米以上，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上。地处青藏高原的西藏，日辐射量则最高可达每平方米7千瓦时，是世界上太阳能资源最丰富的地区之一。与同纬度的其他国家相比，中国太阳能资源与美国相近，比欧洲、日本优越得多。中国年日照时数大于2000小时，因此，拥有巨大的开发潜能。

浙江地处东南沿海，是经济强省，但也是一次能源小省。浙江人民深知，要在保证青山绿水的前提下实现经济社会的可持续发展，清洁能源的利用是关键。于是，他们提出了一个雄心勃勃的行动计划，要在2年内，让清洁能源示范省从纸上蓝图变成可视的现实。在政府提出的一揽子计划中，发展可再生能源是不可或缺的一个方面，其重点则是推进分布式光伏发电发展和海上风电示范工程建设，同时，进一步建设地面光伏电站和陆上风电项目，加强潮流能、洋流能等海洋能的研究开发。浙江人民还争取上马海上风电场工程，主要集中在沿海或濒临杭州湾的嘉兴、舟山和宁波。他们希望通过这些海上风电项目，使每年新增的风电装机容量能够达到30万千瓦以上。

在太湖之滨的湖州，一个叫妙西镇的废弃矿区，出现了一座农光互补分布式光伏发电场。从高处俯瞰，原先裸露的黄色山体被光伏发电设备所覆盖。这个“贝盛光伏项目”租赁废弃的矿区和周边区域约700亩土地，计划投入资金2亿元，共铺设8万余块光伏板，容量20兆瓦。这是一个光伏发电的综合体，说它变废为宝也不过分。建成以后，它将集光伏发电、中药材与现代农业种植于一体，年均光伏发电量可达2000万千瓦时，所发的电将全部并入湖州当地电网，每年可为湖州减少6600吨的标煤使用量，减少1730吨二氧化碳排放。“贝盛光伏项目”不过是浙江创建清洁能源示范省的一个缩影，类似的清洁能源项目在浙江境内比比皆是。比如在嘉兴秀洲区一个叫油车港镇的上睦村，一座安装在水面上的光伏发电站已经并网发电。这座电站总投资3亿多元，水域面积约800亩，装机容量30兆瓦，其建设模式充分体现了嘉兴水乡特色。电站所发的电采用“全部上网”的消纳模式，也就是说，在浙江境内建设的光伏发电站，没有消纳的后顾之忧。光伏发电也被写进《浙江省重大建设项目“十三五”规划》中，这个一次能源小省正在实施一项看起来规模不小的生态环境计划，他们把这个计划形容为“美丽浙江建设行动”，打算在“十三五”期间实施百万家庭屋顶光伏工程，争取在“十三五”期末，也就是2020年，全省的光伏发电容量达到800万千瓦左右。如果再加上同期建成的300万千瓦以上的风电、900万千瓦左右的核电和700万千瓦左右的水电，浙江的清洁能源比重显然将出现令人欣喜的变化。

浙江宁波鄞州区的李岙村是全国最大的光伏村。李岙村地处四明山山区，交通相对闭塞，但是当地人们却在利用太阳能这件事情上，让山外的那些村庄大吃了一惊。这个村采用光电建筑一体化的建设模式，用光伏陶瓷瓦片替代传统瓦片来发电，该瓦片除了能发电外，还具备普通瓦片的隔热防水功能。这也是全国光电建筑一体化规模最大、户数最多的光伏村。整个李岙新村拥有247户联排住宅，多层72户，所有住宅的屋顶上都安装了300千瓦分布式光伏电站，年发电量可达30万千瓦时，所有光伏发电通过4个并网点并网，全额上网卖给电网。对于在自己任上建成这个全国光伏之最，李岙村村支部书记洪国年掩饰不住内心的喜悦，他告诉前去采访的记者，太阳能建设投资由村里支出，光伏电站运行后，全村村民每户每月可免费用30度电。而鄞州区也有一个听起来颇为诱人的计划，即将以李岙村为龙头和样板，把龙观乡下属的大路村、雪岙村等，打造成宁波市第一个“光伏小镇”。

我们将目光投向西北，不难发现在青海已建成世界最大规模的并网光伏电站。这便是2011年并网发电的黄河格尔木光伏电站一期并网光伏发电项目，也是当时世界上一次性单体投资规模最大的光伏电站，其创下了建设规模、总装机容量与占地面积三项“世界之最”。格尔木是全国太阳能资源开发综合条件最具优势的地区之一，年均日照时数达3096.3小时，年总辐射量为6950兆焦/平方米，是名副其实的“日光城”。格尔木还拥有大量未利用的荒漠化土地，整个辖区面积12.45万平方千米，未利用土地面积近6.2万平方千米，太阳能发电理论蕴藏量可达15.5亿千瓦。与此同时，青海还建成了世界上最大的水光互补并网光伏电站——龙羊峡水光互补并网光伏电站。投产以来，该电站每年将8.24亿千瓦时的绿色能源输送到西北电网。电站的投产使用在有效利用了当地荒地、荒坡的同时，遏制了土地的荒漠化，改善了项目区的生态环境。截至2016年6月30日，青海光伏总装机容量已达到670万千瓦，发电量达到221.87亿千瓦时，相当于节约标准燃煤272.7万吨，减排二氧化碳约665.1万吨。这组数据，等于为保护三江源的环境，注入了源源不断的清流。

青海光伏发电站

太阳能利用的前景显然十分广阔。2016年8月23日，对于青海的光伏产业而言，是一个十分难忘的日子。这一天，国家主席习近平出现在国家电投太阳能电力有限公司西宁分公司。人们从新华社发布的图片新闻上看到，习近平走进太阳能电池生产车间，并且拿起一块太阳能电池板仔细察看，对电池板的制造工艺和工作原理做了详细了解。习近平在这次考察中透露出来的信息非常珍贵，他说，光伏产业是青海的一大支柱产业。要发展好光伏一条龙全产业链，让清洁能源造福人民。

有专家认为，在众多清洁能源利用方式中，中国光伏发电的发展速度已然成为能源革命的一大亮点。连续8年，中国光伏电池产量居全球之首，累计为全球提供了超过70%的光伏产品。中国已经成为全球规模最大的光伏应用市场。事实上，中国在太阳能发电方面，也走在世界前列，连续多年全国新增光伏发电装机超过1000万千瓦。到2016年，中国太阳能发电装机为7742万千瓦，位列全球第一。准确地说，太阳能发电应该被称为光伏发电，光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

其实，太阳能的应用范畴比我们想象的要丰富得多。比如，有一家叫Watly的意大利公司发明了一种堪称史无前例的太阳能计算机，据说它是世界上最大的太阳能计算机。根据我们的常识，太阳能发电或许并不是什么新鲜事，但是，Watly居然可以一次性解决水、电和互联网三大世界难题。要知道，在这个地球上，还有近10亿人喝不到干净的水，超过10亿人还不能充分享用到电，更有数十亿的人无法登录互联网。他们主要集中在贫困的非洲以及广大的农村地区。而Watly的出现，显然为扭转这种难堪的局面提供了一个解决方案。传说中的Watly是一台太阳能污水净化器，其原型机重达15吨，外观看起来就像一个巨大的H形状的帐篷。Watly的表面装有光伏太阳能电池板，可以产生热量和电能，供设备自身运转。这种太阳能还能为水质净化提供电能。从技术层面来讲，Watly的创新之处在于它使用了石墨烯和气凝胶，这使得它与其他污水净化器完全不同，它可以很容易就将水中的杂质分离出来，因此能够净化任何污水，甚至包括海水。一台Watly每年可提供300万升清洁水，足够供3000人使用。除此以外，Watly产生的电力可以给外部设备供电，并且为黑暗地区提供照明。更加神奇的是，它居然可以支持网络接入中心，为方圆一千米范围提供无线网络接入服务。在非洲一些地区，这种超级计算机已经投入使用，Watly公司计划8年内在非洲地区安装10000台这样的计算机。根据设计，一台Watly最长的使用寿命是15年，而在正常服务的15年间，它可以减少2500吨温室气体的排放，这相当于燃烧5000桶石油的排放量。

目前，人类的技术还无法做到让核聚变能量作为一种稳定而可靠的飞船能源，而太阳能却能承担起这个重任。尽管根据中国神舟九号与神舟十号飞船的数据，飞船一天仅需耗电43度，也就是说，一台普通家用空调的耗电量就可以支持飞船绕地球飞行一小时，但问题的重点是，宇宙飞船到了太空就没有供电来源，那么，它是如何解决自身及航天员实验、生活所需要的电力供应的呢？太阳能帆板解决了这个极其重要的问题。太阳能帆板是一种收集太阳能的装置，通常被应用于人造卫星、太空探测器和宇宙飞船的供电。它的基本原理是，利用硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能，然后储存在人造卫星、宇宙飞船等航空飞行器的太阳能电池里。宇宙飞船需要太阳能帆板和蓄电池协同工作，飞行时，在光照区通过太阳能电池发电、供电，在阴影区依靠蓄电池供电。对于飞船而言，电力系统是一个核心组成部分，它必须能够在极端环境条件下仍然保持极高的可靠性。供电系统不仅必须确保每件飞船搭载设备的电力使用需求，还必须确保在整个飞船的使用寿命期内能持续提供这样的电力支持，而这个使用寿命可能是几年、几十年，甚至上百年。所以，供电系统设计的使用寿命必须足够长，因为一旦发生故障，再想派电力工程师前去维修显然是不现实的。

光伏发电与小说似乎风马牛不相及，但是，一部中文小说《骄阳似火——追忆你的光伏十年》却出现在网络上，而且点击阅读量表现不俗。小说以两个年轻人如何在光伏行业摸爬滚打10年为主线展开，讲述他们各自跌宕起伏的光伏人生。主角一赵哲成留学归来，一直在职场打拼；主角二方志虽学历不高，却凭借着胆大，迅速抓住机会成为行业新秀……两人跟着光伏这一列过山车，冲上过云霄，也跌入过山谷，其中的落差让他们轻视过爱情和友谊，迷茫在理想和底线的边缘，好在云开月明时，一切又风轻云淡……这部小说，仿佛中国光伏十年的写照，读后令人浮想联翩。