太阳能技术创新带来可再生能源的黎明

可再生能源领域即将迎来新的黎明。

太阳能为可持续发展的未来带来了无限可能。它除了远比传统的化石燃料清洁，还拥有成本低廉、用之不竭等诸多优势。事实上，太阳是其他一切替代型能源产生的根源，比如风能与海洋能。


然而，太阳能目前只占到了能源总量的一小部分——目前全球每天仍需要消耗9700万桶石油，而且这个数字还在不断攀升。即使在可再生能源领域，全球太阳能装机量也并非领先，远少于风能。

现在，归功于环境监管法规的不断进步，以及全球对清洁能源的需求快速攀升，加之太阳能在产业和消费者层面的优势，太阳能的发展步伐正在加快。

根据彭博社（Bloomberg）2015年发布的《新能源产业前景报告》（New Energy Outlook），2040年全球预计将投资12.2万亿美元用于发电的相关建设。可再生能源有望占到这笔投资的三分之二，其中很大一部分资金将投向太阳能领域。该报告还预测，在2040年前，美国太阳能发电设备的安装量将达到4610亿瓦特，欧洲也将在内使太阳能装机容量增加80%。而在这25年间，亚太区增加的能源产量将多于全球其余地方的总和，仅中国就将新增9890亿瓦太阳能光伏（PV）发电容量。

伟创力作为一家“从概念成型到规模量产（sketch-to-scale）”的解决方案供应商，其设计工程与制造高级副总裁ScottGraybeal介绍说：“很显然，太阳能产业正在快速发展。”去年九月，为了充实和提升其替代型能源解决方案，伟创力收购了加州弗里蒙特（Fremont）的太阳能定日系统公司NEXTracker，该公司专精于新型单轴太阳能跟踪器的设计与制造，并以使太阳能成为全球最大的能源资源为目标。

人们常说成功是一个不断变化的目标，对于希望在可再生能源的光明未来里占据一席之地的公司来说，他们的成功是一个名副其实的变化中的目标——“移动靶”——追随太阳来实现能源产量最大化。为了实现这一目标，NEXTracker研发了一种新型的电子传感器，能够跟随太阳的运行轨迹触发轻型钢支架的移动，改变太阳能板在大型阵列中的位置，使太阳能板跟踪器吸收阳光的能力大大增加。

NEXTracker首席执行官DanShugar表示：“我们的太阳能跟踪系统能够创造更多能源，因为它可以从清晨到黄昏一直跟踪太阳，与其他现有的跟踪系统相比范围更广。”

GTM Research报告称，虽然这种太阳能跟踪器比普通阵列占用空间更大，但它们能够使静态太阳能板的能源产量提高40%。太阳能跟踪器本身并不是新鲜事物，但NEXTracker（意为“新一代跟踪器”）又推动这种技术更上一层楼，因此这家公司可谓名至实归。

为充分利用太阳潜力，简化太阳能跟踪产品是关键之一。NEXTracker的自供电式太阳能跟踪器NX Horizon相较于其他跟踪器而言，简化了设备清洁步骤，减少了设备维护成本并且减少了钢材使用量。因其控制器是在专用的太阳能板上运行的，因此这种设备可以安装于任何地点——甚至可以远离电线。由于NX Horizon采用智能通信平台，因此数据在产品优化中扮演了重要角色。

Graybeal介绍说，伟创力对NEXTracker的收购不仅仅是为产品组合增加一种新技术。他说：“我们认为这是一个符合公司整体战略发展的智能互联解决方案。同时通过软件更新的形式，这也提供了一个提高发电厂绩效的平台。我们将继续开发这种功能，最终可以实现实地考察，为每一位用户制定个性化优化解决方案，然后设计跟踪器。这样的流程可以保证跟踪器的最大发挥它的效用”

NEXTracker被公认为该领域最具创新意识的公司之一。2016年，公司入围爱迪生能源与可持续发展奖，该奖项致力于表彰体现托马斯-爱迪生发明与创造精神的产品、人才与公司。

Shugar说：“我们改变了追踪太阳能的方式，也为此得到了全球客户的赞誉。”NEXTracker完成了很多项目，包括为拉丁美洲领先的太阳能工程与建筑公司安装相当18.5亿瓦容量的跟踪器。


智能手机式的革新

Shugar说：“太阳能界发生的变化就好比是计算机取代打字机、数码相机取代胶片、手机取代固定电话的过程。太阳能的使用就正在经历这样的变化。”

Shugar相信，太阳能将在2030年前取代煤炭和核能。太阳能行业协会（Solar Energy Industries Association）称，自2006年以来，太阳能市场以平均每年65%的速度增长。在美国，每1.6分钟就有一项新的太阳能项目开启。

尽管取得了快速增长，但太阳能任然只占全球能源需求量的一小部分。国际能源署（International Energy Agency）的数据表明，2013年所有可再生能源占全球能源消耗的13%。其预测到2040年这个比例只能上升到18%。不过，如果可再生能源技术保持近年来的快速发展步伐，这种趋势有可能得到逆转。

Shugar说，“我们的目标是使太阳能成为全球最大的能源资源。目前，在几个特点市场中，我们已经做到降低太阳能的成本，让其比其他形式的可再生能源拥有更低的成本。而且[成本下降]这个趋势还在继续进行着。”

NEXTracker将重点放在发电厂。发电厂目前约占太阳能市场的60%。不过除此之外，太阳能也在其他领域有所发展，包括家庭使用。

彭博社（Bloomberg）称，在2040年前，美国40%的发电容量将来自屋顶太阳能板等小型太阳能光伏设备。而目前这个比例只有0.8%。Graybeal介绍说，小型太阳能正在普及，在撒哈拉以南等非洲地区，个人消费者对太阳能的使用是未来能源发展的重要趋势之一。

Graybeal说：NEXTracker通过软件更新的形式，提供了一个提高发电厂绩效的平台。

Graybeal说：“我们需要考虑的是哪一种方式更加实际便于操作。你可以选在在屋顶安装太阳能，但是却很难找到实用的家用小型风力发电机。”

Shugar指出，考虑是否使用太阳能的因素之一就是成本。“用户面临两种选择。其一是继续购买电力公司的电，可能这种方法你要支付每月300美元。其二，你可以找一家太阳能公司为你在屋顶安装太阳能设备，这样你无需支付硬件费用，只需每月支付少量的电力成本。这样的话，你不需要为太阳能设备支付任何费用，每月电费至少能节约50美元。”

在美国很多地方，特别是加州和西南部地区，太阳能深受用户欢迎。

Shugar说：“在加州，所有人都在使用太阳能。听起来可能会很令人怀疑，但事实就是如此。太阳能正在走进千家万户。”

远离黑暗

当然，太阳能的发展并非一帆风顺。即使是那些支持可再生能源的人也必须承认发展过程中是存在一些阻碍的。Graybeal举例称，业内尚未开发出更好的太阳能蓄电池，而这正是伟创力积极从事的领域。另外，如何将太阳能融入电网也是一个难题。

国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）在2016年开展的一项研究表明，只有26%的小型建筑屋顶适合安装太阳能基础设施。

市场上也有广为人知的失败案例，其中最著名的当属太阳能板制造公司Solyndra。这家公司在2011年破产前不久，奥巴马总统还曾亲自为其宣传。

Shugar介绍说，这样的失败案例都存在一些政治色彩并被过分渲染——在美国数千家太阳能公司中，失败者仅占少数。他说，正因为如此，“我们才必须意识到，太阳能技术是行之有效的，是快速发展的。它可以减少用户的使用成本。这些都让太阳能技术目前处于领先地位。”

不过，正如手机取代固定电话一样，能源使用上的转变并非能在一夜之间完成。

Shugar提供了另外一个例子。在空调发展的早期时代，几乎没有美国家庭安装家用空调，但到20世纪50年代中期，空调就得到了大规模普及。他说：“大概从五年之前开始，我们也在走着同样的道路。”

从商业的角度来看，Graybeal认为NEXTracker等智能互联系统有助于从根本上改变人们的认识。他说：“人们往往会问，‘你们的太阳能板多少钱？’这是一种注重在商品层面的对话，而我们正在开发的是系统解决方案而非产品解决方案，因为系统才是真正重要的因素。”

社会也是需要考虑的一个因素。

Shugar乐观地认为，太阳能将改变全球对环保的态度。“太阳能是解决全球变暖危机的主要力量之一。”

强大的人类正在积极解决这个问题——包括弗兰西斯教皇（Pope Francis）本人。

去年在联合国发表演讲时，教皇针对气候变化发出了严正警告，他指出，“对环境有害的任何行为都将最终危害到全人类。”