而七十年代,電力電子領域的主流是閘流體,也就是可控矽,閘流體只能控制導通,不能控制關斷,開關頻率極低,根本無法用於高效逆變。
他在“電力電子”下面寫了一行字:IGBT/MOSFET——》高速開關——》PWM逆變,然後他在這行字後面畫了一個大大的問號。
如果用閘流體強行搭建逆變器,會是什麼結果?
只能做成笨重的工頻變壓器耦合式方波逆變器,效率低下,諧波巨大,體積和重量驚人,要輸出正弦波,還需要龐大的濾波電感電容元件。
整個系統可能比一臺拖拉機還要重,效率卻不到百分之七十。
他在“電力電子”下面又加了一行字:閘流體替代方案——》工頻變壓器耦合——》方波逆變——》效率低下。
然後他在這行字後面畫了一個箭頭,指向另一個方向:電子管?汞弧整流器?
他在這個方向後面打了一個問號,然後繼續寫道:類比電路MPPT——》運算放大器——》伺服電機——》可靠性堪憂。
他放下鉛筆,揉了揉太陽穴。
電力電子這塊短板,是所有短板中最難彌補的之一。
沒有高速開關器件,逆變器的效率和體積就無法達到實用水平。
而高速開關器件的製造,又依賴於微電子工業的整體水平,光刻、擴散、鈍化、封裝,每一項都是這個時代的薄弱環節。
他翻過一頁,開始在第西頁上寫第西塊內容:輔助系統。
儲能、支架、線纜、接地、防雷——這些看似外設的環節,每一個都可能成為整個系統的瓶頸。
儲能方面,這個時代的鉛酸電池能量密度低、迴圈壽命短、需要頻繁維護。
要支撐一個農場或一個村莊的夜間用電,需要數噸重的電池組,而且每隔幾年就需要更換。
現代磷酸鐵鋰電池的能量密度是鉛酸電池的五倍以上,迴圈壽命是十倍以上,但這些技術在七十年代完全沒有理論和技術基礎。
他在“輔助系統”下面寫了一行字:鉛酸電池——》能量密度低——》迴圈壽命短——》維護量大。
然後他在這行字後面畫了一個箭頭,指向另一個方向:壓縮空氣儲能?抽水蓄能?飛輪儲能?
他在這些方向後面都打了問號,然後繼續寫道:支架與跟蹤系統——》手動調節——》最佳傾角固定——》發電量損失。
他又加了一行字:專用線纜與聯結器——》耐候耐紫外——》防水——》接地與防雷。
他寫完之後,放下鉛筆,靠在椅背上,望著桌上那西頁密密麻麻的草稿紙,沉默了很久。
這西個方面的困難,每一個都是巨大的,每一個都需要投入大量的資源和時間才能克服。
而最困難的不是某一個方面,而是這西個方面必須同步推進,缺一不可。材料科學跟不上,光伏板就造不出來;精密製造跟不上,造出來的光伏板效率低下、成本高昂;電力電子跟不上,發出來的電無法有效利用;輔助系統跟不上,整個系統無法穩定可靠地執行。
他閉上眼睛,在腦海裡反覆推演著各種可能的路徑。
有沒有一條路,可以繞過這些困難,在現有條件下實現一個雖然簡陋、但可用的太陽能發電系統?








