如果光伏板可以像向日葵一樣追著太陽轉,就可以大大提升光伏發電量——這是李杰吾教授在年輕時就認定的一個想法,如今,他已經為此潛心研究了三十余年,并成功研發出了能讓光伏發電機“追日”的聚光跟蹤技術。
李杰吾教授
今年已81歲高齡的李杰吾教授生于湖南新化。1962年,他從湖南師大物理系畢業后,便響應國家支援邊疆的號召來到內蒙古,扎根在了包頭。早在上世紀80年代初,李杰吾的科研目光就轉到了光伏領域。1982年,他牽頭成立聚光光伏課題組,開始了光伏增效降本的科研歷程。
李杰吾在這條科研路上走得并不順利。1990年,他帶領課題組成功研制出“100瓦聚光跟蹤光伏系統”。該項目被評為包頭市科技進步一等獎,并列入國家級火炬計劃。此后5年間,國家兩次撥款千萬元左右,給予項目重要支持。但可惜的是,這套系統因為李杰吾自己認為 “不可靠”,而主動放棄了撥款。此次挫折激發了李杰吾更大的斗志,他下定決心,一定要攻克跟蹤可靠性與低成本難題。
1997—1999年,李杰吾將“聚光跟蹤光伏系統”技術轉讓給了企業,開始了第一次產業化生產。此時,日軸跟蹤系統已達到90%的可靠性。
2002年,李杰吾從內蒙古科技大學(原名包頭鋼鐵學院)退休,但他沒有停止“追日”的步伐。2008—2010年,他成功研發出“非對稱聚光跟蹤光伏系統”,并取得發明專利。2010年,李杰吾賣掉了北京的房子,成立包頭市杰華太陽能研究所,毅然決然在解決高可靠、低成本雙軸跟蹤世界難題這條道路上繼續前行。
2017年,李杰吾成功研制出3千瓦微聚光光伏發電機,并在湖南省冷水江市建成第一座聚光式與固定式對比光伏并網示范電站。李杰吾通過這座示范電站得到了寶貴的試驗報告。試驗結果顯示,相較于固定式光伏板,聚光式光伏板的發電量可提高72%。同年,他為自主研發的“定日聚光光伏發電機”申請發明專利,該項目在第二年被正式列入包頭市“重點領域關鍵技術攻關和科技成果轉化項目”。
2018年,李杰吾在《太陽能學報》發表論文《主動對日雙軸跟蹤的物理理論》,并帶領課題組成功發明出整套物理雙軸跟蹤技術。根據新理論,只需要同步衛星提供的精密時間這一個訊息,代入基于物理理論推導出的一個方程式中,就可實現光伏組件常年晝夜持續、準確對準太陽。
2020年,李杰吾的3千瓦微聚光光伏發電機在包頭市建成,并經歷了多場十級大風、沙塵暴天氣,以及零下27攝氏度嚴寒的長期考驗,做到了可持續、免維護、準確跟蹤太陽。截至目前,這臺發電機已累計向國家電網輸送了超過6000千瓦時的電量。
看似平坦的科研道路背后,是李杰吾幾十年如一日排除萬難的艱苦付出??蒲胁⒉皇怯欣碚撝R就能夠前進,還需要大量的資金投入。李杰吾多年前賣掉房子得到的100多萬元與動輒上千萬的試驗資金相比,不過是杯水車薪,經費困難的問題長期找不到好的解決辦法。 “按照國家相關項目申報的規定,項目負責人年齡不能超過六十歲,而我已經八十歲了。” 談到科研經費的問題,李杰吾表示十分遺憾,“長期以來,我只能做小規模的研究與試驗。多年來,我始終想通過在屋頂架設發電機的方式,在包頭做聚光式與固定式光伏系統年發電量對比試驗,卻因經費困難不能圓滿完成。”
在李杰吾看來,聚光跟蹤技術在推動光伏電力增效降本方面有著巨大的發揮空間。“物理對日雙軸跟蹤理論在實際應用中科學而簡潔。試驗結果顯示,幾臺樣機的聚光跟蹤成本在1.6元/瓦左右,若大規模投入生產,成本還會進一步降低1—2倍,達到0.6—0.7元/瓦。增加的成本約為光伏電站總成本的1/5,而發電量可提高50%以上,經濟效益十分明顯。”
值得一提的是,盡管應用聚光跟蹤技術會大大增加光伏板光照能量,但并不會因此影響光伏電站的使用年限。對此,李杰吾也給出了解釋:“世界各國都認真研究過,對晶硅組件進行2倍的聚光,可以提高光電轉換效率。美國與西班牙都曾建成大型2倍聚光光伏電站,已經正常運行二三十年。為增強抗風能力,我們決定選用1.35倍的微聚光,就更不用擔心使用壽命的問題了。目前,我們已經做了15年的試驗,尚未發現組件異常。”
在自己熱愛的事業上艱難前行,李杰吾無怨無悔。在他的心里,最在意的不是自己的辛苦付出,而是我國光伏事業的不斷發展。李杰吾帶著光伏板追逐太陽三十余年,自己的身上也散發出令人敬佩的光芒。如今,他希望更多人能關注到聚光跟蹤技術,給予這項技術更多發展機會,繼續為光伏產業降本增效奉獻出全部力量。
李杰吾教授
今年已81歲高齡的李杰吾教授生于湖南新化。1962年,他從湖南師大物理系畢業后,便響應國家支援邊疆的號召來到內蒙古,扎根在了包頭。早在上世紀80年代初,李杰吾的科研目光就轉到了光伏領域。1982年,他牽頭成立聚光光伏課題組,開始了光伏增效降本的科研歷程。
李杰吾在這條科研路上走得并不順利。1990年,他帶領課題組成功研制出“100瓦聚光跟蹤光伏系統”。該項目被評為包頭市科技進步一等獎,并列入國家級火炬計劃。此后5年間,國家兩次撥款千萬元左右,給予項目重要支持。但可惜的是,這套系統因為李杰吾自己認為 “不可靠”,而主動放棄了撥款。此次挫折激發了李杰吾更大的斗志,他下定決心,一定要攻克跟蹤可靠性與低成本難題。
1997—1999年,李杰吾將“聚光跟蹤光伏系統”技術轉讓給了企業,開始了第一次產業化生產。此時,日軸跟蹤系統已達到90%的可靠性。
2002年,李杰吾從內蒙古科技大學(原名包頭鋼鐵學院)退休,但他沒有停止“追日”的步伐。2008—2010年,他成功研發出“非對稱聚光跟蹤光伏系統”,并取得發明專利。2010年,李杰吾賣掉了北京的房子,成立包頭市杰華太陽能研究所,毅然決然在解決高可靠、低成本雙軸跟蹤世界難題這條道路上繼續前行。
2017年,李杰吾成功研制出3千瓦微聚光光伏發電機,并在湖南省冷水江市建成第一座聚光式與固定式對比光伏并網示范電站。李杰吾通過這座示范電站得到了寶貴的試驗報告。試驗結果顯示,相較于固定式光伏板,聚光式光伏板的發電量可提高72%。同年,他為自主研發的“定日聚光光伏發電機”申請發明專利,該項目在第二年被正式列入包頭市“重點領域關鍵技術攻關和科技成果轉化項目”。
2018年,李杰吾在《太陽能學報》發表論文《主動對日雙軸跟蹤的物理理論》,并帶領課題組成功發明出整套物理雙軸跟蹤技術。根據新理論,只需要同步衛星提供的精密時間這一個訊息,代入基于物理理論推導出的一個方程式中,就可實現光伏組件常年晝夜持續、準確對準太陽。
2020年,李杰吾的3千瓦微聚光光伏發電機在包頭市建成,并經歷了多場十級大風、沙塵暴天氣,以及零下27攝氏度嚴寒的長期考驗,做到了可持續、免維護、準確跟蹤太陽。截至目前,這臺發電機已累計向國家電網輸送了超過6000千瓦時的電量。
看似平坦的科研道路背后,是李杰吾幾十年如一日排除萬難的艱苦付出??蒲胁⒉皇怯欣碚撝R就能夠前進,還需要大量的資金投入。李杰吾多年前賣掉房子得到的100多萬元與動輒上千萬的試驗資金相比,不過是杯水車薪,經費困難的問題長期找不到好的解決辦法。 “按照國家相關項目申報的規定,項目負責人年齡不能超過六十歲,而我已經八十歲了。” 談到科研經費的問題,李杰吾表示十分遺憾,“長期以來,我只能做小規模的研究與試驗。多年來,我始終想通過在屋頂架設發電機的方式,在包頭做聚光式與固定式光伏系統年發電量對比試驗,卻因經費困難不能圓滿完成。”
在李杰吾看來,聚光跟蹤技術在推動光伏電力增效降本方面有著巨大的發揮空間。“物理對日雙軸跟蹤理論在實際應用中科學而簡潔。試驗結果顯示,幾臺樣機的聚光跟蹤成本在1.6元/瓦左右,若大規模投入生產,成本還會進一步降低1—2倍,達到0.6—0.7元/瓦。增加的成本約為光伏電站總成本的1/5,而發電量可提高50%以上,經濟效益十分明顯。”
值得一提的是,盡管應用聚光跟蹤技術會大大增加光伏板光照能量,但并不會因此影響光伏電站的使用年限。對此,李杰吾也給出了解釋:“世界各國都認真研究過,對晶硅組件進行2倍的聚光,可以提高光電轉換效率。美國與西班牙都曾建成大型2倍聚光光伏電站,已經正常運行二三十年。為增強抗風能力,我們決定選用1.35倍的微聚光,就更不用擔心使用壽命的問題了。目前,我們已經做了15年的試驗,尚未發現組件異常。”
在自己熱愛的事業上艱難前行,李杰吾無怨無悔。在他的心里,最在意的不是自己的辛苦付出,而是我國光伏事業的不斷發展。李杰吾帶著光伏板追逐太陽三十余年,自己的身上也散發出令人敬佩的光芒。如今,他希望更多人能關注到聚光跟蹤技術,給予這項技術更多發展機會,繼續為光伏產業降本增效奉獻出全部力量。