用镜子捕捉阳光：太阳能发电新方式

HF小二哥

安吉尔说，无论何时，他脑子里总在想着怎么解决这颗行星的问题。无论是洗澡、爬楼梯、还是驱车，他的脑子总在飞速转动、为复杂的问题寻找实用的解答。“我认为全球变暖是对地球的严重威胁，我想做点什么、帮帮我们的母星。”
 

　　发电并非罗杰·安吉尔的老本行，他在亚利桑那大学担任天文学和光学教授，是光学界的先驱人物，也是玩弄镜子的好手。他发明过一种制造望远镜的全新方法，制造出的镜面面积庞大、成像精确的自动焊锡机；而现在，他又将这种聚集星光的技术稍加改进、用来聚集阳光，希望借此提高太阳能的利用率、从而降低成本。

　　安吉尔的发明，关键在于聚光；而聚光的关键，在于凹镜。

　　安吉尔在亚利桑那大学有一间“镜子实验室”。在这里，他和同事制造出了一批长宽各为11英尺（约3.3米）的巨大镜面，所使用的方法称为“旋转烧制法”。
 

　　如何制作表面积巨大的镜面，一直是镜子制造者面临的难题。通过赋予镜子蜂窝状的中空结构，安吉尔解决了这个问题。他将玻璃渣放入巨大的模具，再将模具放进巨大的旋转炉内加热。当炉内温度达到摄氏1149度，玻璃熔成液态，并淌入模具。由于空气在轻质蜂窝状结构中循环，玻璃得以在短时间内实现热平衡。而他之所以选用旋转炉，是因为在旋转中，玻璃会自然形成抛物面、从而达到聚集光线的效果。

　　制造出这样一面巨镜需要一年时间，到现在，实验室已经造出了十几面蜂窝巨镜。利用这些镜子，安吉尔已经在大学里的一个废弃游泳池内，造出了一台太阳能发电的原型机，这台机器看起来有点像一个巨大的箱形风筝，一个白色钢架托起一面方形巨镜。钢架安在一个转塔上，能够追踪太阳的轨迹。为节约成本，用的是普通的窗玻璃，只是将一面涂以银色、处理成了镜子。镜面内凹，把阳光聚集在光伏电池上。聚集阳光，是为了让太阳能电池在将光能转化为电能时更加高效。据估计，这种设计至少可以反射日光中90％的能量，最高或可达98％。在整个设计中，自动焊锡机只有追踪太阳方位的转塔是可以动的，装置在运行中发出轻微“沙沙”声，且不产生污染物。

　　目前为止，这台原型机还只能发出几千瓦的电能，但安吉尔指出，这些电能已经可以投入实用：“你可以用它来给电动汽车充电。试想一下，开着由太阳能驱动的汽车在市内漫游，那感觉应该相当不赖吧。”
一石二鸟的减排计划
　　为了进一步研发和推广，安吉尔和他的同事们组建了一家名为“REhnu”的公司（读作“renew”，即“循环”）。据估计，他们的发电成本将比现在上流行的太阳能发电技术便宜五倍。
 

　　发电成本必须加以控制，要让用电单位在没有政府补贴的前提下消费得起。眼下最流行的太阳能技术是在屋顶和太阳能电厂使用的光伏电池板，其中规模最大的是美国内华达州的内利斯空军基地，发电规模为15兆瓦。另一种方法是将太阳光聚焦到盛水管道上，形成蒸气、推动涡轮，比如加州莫哈韦沙漠中的电厂，发电规模为300兆瓦。这些传统方法的成本大约是每瓦5美元，无法和燃烧化石燃料的发电方法竞争。

　　但安吉尔确信，他的方法可以。他的目标是建造一家10亿瓦规模的电厂，这个规模，可说是相当可观的。在一个盛夏天的下午，美国的高峰用电量是8000亿瓦，而一家10亿瓦电厂每年的发电量，就相当于20万户美国家庭的用电量。安吉尔还预计，电厂的发电成本将是每瓦1美元，每千瓦时仅需5美分。

　　这项技术一旦推广，不但降低成本，而且有益环境。一家10亿瓦规模的REhnu电厂，在发电过程中将不产生二氧化碳，也不使用水；而一家同等规模的火电厂，每分钟就要产生五吨二氧化碳，消耗一万加仑水。当然，碳排放在电厂的建设过程中是无法避免的，可是它一旦建成投产，就能在两年时间内将这些排放抵消。而且在接下去的每一年里，电厂会让地球大气免遭200万吨二氧化碳的侵袭。安吉尔估计，如果在全球推广REhnu技术，那么只需一千家电厂，就能让全球的二氧化碳排放量减少10％。

　　此外，相比传统的太阳能发电技术，REhnu电厂对于环境的其他冲击也比较小。电厂在建设中无需平整土地，发电机将建在高出地面的空中，使得大部分地面不受破坏，也不会被电池板遮挡。

　　天才人物的奇思妙想
　　安吉尔的名字或许对大众来说并不熟悉，但对于科研圈子里的人来说，他却代表了大海般宽广的创意，与他合作过的同行，无不对他交口称赞。比如去年诺贝尔物理学奖得主、澳大利亚科学家布莱恩·施密特就说，安吉尔满脑子都是疯狂的念头，称赞他的创意和天才举世少见，施密特虽然贵为诺奖得主，但是他也承认，连他在内的许多科学家，都无法像安吉尔那样富于创意地解决问题。

　　他这样评说安吉尔：“我们都是负责扫尾的人，我们找一些显而易见的自动焊锡机问题，把它们解决掉。但罗杰不一样，他会把你带入全新的轨道、开启全新的想法。”

　　用镜子实现太阳能发电，只是安吉尔应对全球变暖的计划之一。早在2006年，他就提出过镜子的另一重妙用。那一年他在一篇论文中探讨了用玻璃反射日光、在地球上投下阴影的可行性。他将这个计划称为“太阳辐射管理”。他认为，万一地球在将来遭遇重大气候灾害，就可以用这个办法来抵消温室效应。他建议在太空中安放一面巨大的玻璃盾牌，将太阳射向地球的部分光能反射回去，以此抵消温室效应。具体做法是向太空中发射数以十亿计的玻璃遮阳伞。要实现这个计划，还需要全新的发射装置，安吉尔认为传统的火箭肯定无法胜任，他建议用电磁炮将玻璃伞分批射入轨道，然后组装。据他计算，这样一个项目会让整个地球的日照减少2％左右，足够抵消大气中的二氧化碳翻倍造成的影响。