低能量密度：光伏的弱点还是优势？-第2页-北极星太阳能光伏网

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那么，为什么在大多数人们的心目中，能量密度低会成为一个缺点，而且是很大的缺点呢？这是由于电网的结构所决定的。

由于煤炭、石油的能量密度高，因此，逐步形成了大功率发电机组集中发电的形式，而且，锅炉、汽轮机、发电机的功率越大，效率也越高，因此，发电厂的功率就越来越大。发电厂发出的电力经过骨干电网送往各地，然后再经过较低电压的输配电网络传送到工业区、居民区等最终电力用户。如果光伏发电也要采用这样的模式来进行输电和配电，自然，能量密度低就成为缺点，因为不仅占地面积大，而且，电力收集的成本也非常高。

但是，现代电力输电网络的体系，并非是天生的，而是随着发电技术逐步演变成为现在的电力输配系统。

1880年，在爱迪生发明了电灯，使得电力第一次具有实际的作用（照明）以后，爱迪生开始为路灯的照明铺设输电系统。当时的电力和电灯都是直流电，爱迪生的电力系统是低压直流电（与现在的光伏发电完全相同），在距离发电机半英里的范围内，直流电是高效率而且经济的，与现在光伏所倡导的“低成本高效率”的目标一样。因此，爱迪生在一个城市里建立多个直流中心站，从中心站电线呈放射状辐射到周围一英里方圆内的建筑。当时爱迪生电灯公司的第一批客户包括德雷克赛尔财团、摩根财团、帕克银行，还有《纽约时报》。爱迪生的电力系统逐步从门罗公园扩充到华尔街，然后是华盛顿的白宫，再到巴尔的摩。爱迪生建立了自己的低压直流电网体系，并深深为之自豪。他根本不想与交流电有任何关系。

这时，电力历史上另外一个重要的人物威斯汀豪斯（Westing House，他用自己的名字命名的公司，被音译为西屋公司）出现了。威斯汀豪斯发现，爱迪生的低压直流电网的物理局限是显而易见的。因为每个直流中心电站只能覆盖1英里方圆，而在这个区域内，建筑内使用电灯的用户越来越多，每个家庭内使用的电灯数量也会越来越多，因此，中心站很快就不能满足所覆盖区域内的越来越大的电力需求。此外，发电机的噪声使得附近居民不堪其扰。着名的摩根公司总裁摩根先生在自己的地下室里安装了一台蒸汽机和发电机，这些机器的声音如此之大，使得他的邻居詹姆斯-布朗太太非常抱怨，不仅她的整个房子都在一致发抖，而且讨厌的浓烟使得她的银器褪色，满地的煤灰则使得院子无法保持整洁，还有讨厌的噪音，和冬天温暖的烟囱管道招来的野猫的嚎叫。

威斯汀豪斯在从交流电的变压功能想到了一种新的、更经济有效的输电方式，这种方式不是到每一盏电灯，而是高压交流远距离输送，再变压到低压进入家庭。这当然严重影响了爱迪生电灯公司的利益。从此，爱迪生为了交流电还是直流电和威斯汀豪斯之间进行了长达十余年的残酷竞争，竞争并不像他们表面上看上去那么有绅士风度，恶意中伤、尔虞我诈、贿赂、间谍等多种卑鄙手段都出现了。最终，通过1892年的芝加哥世界博览会的照明中标和1895年尼亚加拉大瀑布的水电站的建成为标志性胜利，威斯汀豪斯公司终于战胜了爱迪生的直流系统，确立了交流电的主导地位，从那以后，输变电系统逐步演变成了现代电网的体系。从此以后，电厂的发电功率越来越大，输电距离越来越长，输电电压越来越高。特高压、超大功率、超远距离传送成为了现代电网的标志和象征。

时代轮回。随着光伏等新能源的推广应用，光伏电源成为了随处可得的电源，它没有噪音，没有污染，也没有讨厌的黑烟。既然自己的屋顶就能够产生电力，为什么还要远距离送电？当然，已经建成的输电体系还是有它的用途，例如，上海这样的大都会城市，宝钢这样的钢铁厂，都需要。但是，对于农村，对于新城镇，对于农业生产，对于大量用电量不大、却有着大面积的屋顶的工厂，为什么还要采用骨干电网来输电？如果再考虑深一步，我们家庭的电器，都完全可以采用直流电，而且大部分必须采用直流电。例如，电视，电话，电脑，LED电灯。而那些大功率的家电，如空调、冰箱、电饭锅，其实也完全可以采用直流电。那么，直流电和交流电会不会发生第二次大战，这一次的胜利者会是哪一个呢？

可以确定的是，随着光伏发电等新能源的大量应用，直流电网很可能再次兴起，并在家庭和办公场所占据上风。但是，这绝对不会是倒退，而是一种进步，是螺旋式的上升。

首先，电源是完全的绿色能源，不再有噪音和污染；其次，直流与交流的转化都是通过电力电子的方式进行变换，不需要发电机和整流器；不同新能源与就地的负载共同组成了微电网，而且会逐渐出现交直流并存的混合电网。而且，现代的光伏与当年的中心站也不同，爱迪生的中心站依然是一点发电对多点用电的放射性结构，而现在的光伏完全是在每个屋顶上的多点发电对多点用电（更像是peertopeer的结构），因此，电力传输距离很短。

今后，对于那些用电功率不是那么大的场、设施和建筑，完全可以采用新能源以微电网的形式进行供电。你可以称之为“分布式发电”，但这个叫法并不严谨。“微电网”是更科学的叫法。各种新能源对所在的电力负载进行就地供电，电源与负载共同组成了一个微电网。网内的负载增加与电源的增加完全可以同步，不存在容量限制的问题。因为，新房子必然有新屋顶。然后，大量的微电网将通过智能技术互联，而那些载能大的用户则可以依然采用现有的电网体系进行输配电，微电网将与骨干电网融合到一起，组成一个遍布全地区、全国乃至全球的能源互联网。

微电网大量诞生后，大家会意识到，原来光伏发电的能量密度低，也未必是一件坏事，反而可能是上天为我们人类早就做好的一个恰到好处的、美妙的安排。

原标题：低能量密度：光伏的弱点还是优势？

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