Harnessing sunlight on the cheap
http://www.physorg.com/news129389932.html
May 07, 2008
對於一個可能處於再生能源最尖端的計畫來說，此計畫事實上卻相當低科技 -- 而這正是重點。
一個學生團隊，由 MIT 機械工程畢業生 Spencer Ahrens 所領導，花了過去幾個月的時間組合出一種集中式太陽能系統（concentrating solar power）的原型，他們認為這能徹底革新這個領域。那是一個 12 英尺見方的反射碟（mirrored dish）能將日光集中達 1000 倍，以簡單、廉價的工業材料製成，這些材料因價格、耐久性與易於組裝而非最佳效能獲選。
並非致力於打造一個光滑的拋物線表面，那能完美地將陽光聚焦，相反的，這個反射碟是以 10 英寸寬 x 12 英寸長，相對低成本且輕量級的浴室型鏡板玻璃（mirror glass）製成。骨架是以便宜的鋁管組成，上面的洞利用簡單的夾具（jig）校直就能夠精確地鑽出，故此支撐能組合成一種框架，那輕易地符合正確的拋物線。
其控制機制，那允許反射碟橫跨天空自動追蹤太陽，亦非常簡單 -- 光電池（photocells）同不透光的擋板（baffles）鑲嵌在反射碟的每一邊，當偏離太陽時，擋板會在光電池上投下陰影，這時光電池所連接的簡單電路會啟動一個小型電動馬達將反射碟推回正確的位置。
"這裡的技術挑戰是要讓它很簡單，" Ahrens 解釋。該團隊仔細追蹤所有零件的成本以及組裝所花的時間，以提供一條基線來算出最終大規模的反射碟陣列將耗費多少成本。"我們都使用日用材料，那全都大量生產，" 他說。
這與大部分要打造太陽反射碟系統的企圖成一鮮明對比，那通常傾向使用昂貴的客製化設備來達到高效能。有少數幾家公司已經打造出這種原型，打算要 "將它轉變成一種終極高科技、高檔的計畫，" Jefferson Tester 說，HP Meissner 化工教授，他是這個學生所領導之小組的顧問。"接著，Spencer 現身並說，「我們打算澈底改變這件事，並讓它成為大眾可負擔的、可廣為部署的技術」。"
Ahrens 認為在大量製造中，此反射碟在成本上能與其他能源競爭，而且同時產生熱以加熱空間，以及電力。
這個原型尚未完全完成，因為從工廠運來的鏡板玻璃延期了。而組裝與運作的細節可能充分展現某些意料之外的阻礙，如同新設計所經常遇到的事，Tester 說。然而，"他們是聰明的年輕人，他們知道他們在做什麼，" 他說。
然而，這與你會為單戶人家後院電力系統所打造的東西並不相同。因為高度集中的日光將威力強大，該團隊利用數種預防措施以對抗可能的潛在威脅，而且該原型在沒有監督之下將不會運作。
事實上，該系統被設計能部署在大規模、公用事業等級的場地中，而且會以柵欄圍起來以避免任何人進入錯誤的地方（譯註：有可能被日光烤焦）。Ahrens 解釋，但因為光線是從大約 12 英尺遠的表面聚焦，危險之處僅僅只是小範圍 -- 並不會危及毗鄰建築或飛越其上的飛機。
當沒有人在場時，反射碟將會被蓋上「已泊車」的筆直指示，而且該指示將在裝在離地七英尺處。
在此計畫工作的學生，因為他們十分接近，得要採取預防措施，穿上全白衣物，以反射光線，並戴上焊工用護目鏡，以保護眼睛。
Ahrens 相信這種設計將能在價格上迅速為此（太陽能電力）網格產生用以加熱空間的熱水以及電力，那在今日將具有競爭力，不同於傳統的太陽能電池系統，那對於基載發電（baseload generation，基載指的是一天 24 小時的用電需求）仍太過昂貴。"在陽光地帶，我們的反射碟將產生約 10,000 峰瓦的熱，與 3,500 峰瓦的電力，" 他說。在大規模部署中，該系統將大大地不同："每平方公尺的聚光器（concentrator）相當於每年一桶油，" 他說。
"它被設計成長壽命 -- 我們希望在良好維護下可使用超過 30 年 -- 而且對發展中世界來說只需要最少量工具就能夠在當地生產製造，" Ahrens 說。"我們想要完成某樣東西，那如同病毒一般，且在世界各地廣為採用。"
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