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走进美国国家可再生能源实验室

新华网华盛顿12月15日电(记者林小春)淡青色的奔驰小轿车缓缓加速,行进在一片屋顶安装着太阳能电池板的建筑之间。已是12月中旬,但这个海拔1600米的地方依然温暖,远处两三千米高的山峰有点点积雪点缀。

“这车加速不错,开着很有意思,噪音也很小,”戴着墨镜开车的基思·威皮克介绍道。

这里是位于科罗拉多州戈登小镇的美国国家可再生能源实验室,距该州首府丹佛约20分钟车程,威皮克在这里担任燃料电池与氢技术项目经理。最近,在美国国务院外国记者中心的组织下,包括新华社记者在内的部分外国记者走访了该实验室。

这是美国唯一一所专门致力于可再生能源基础研究的国家实验室。该实验室目前有员工约1500人,另有800名访问研究人员、实习生或合同工。据悉,该实验室每年研究资金约3.5亿美元,产生的经济效益在最近的一个研究年份2012财年高达8.15亿美元。

奔驰牌氢燃料电池车是记者此行体验的第一个项目。威皮克说,韩国现代汽车、日本丰田本田的氢燃料电池车都已经或即将在美国加利福尼亚州上市,而通用汽车、宝马和尼桑也将在数年内加入,奔驰则预计还要4到5年时间。氢燃料电池车的发展“令人激动”,因为它是燃油汽车的“直接替代者”,现在只需加气3到5分钟,就可连续行驶四五百公里,排出的却只有水和热,没有温室气体二氧化碳。

可再生能源实验室主要从事最基础的研究,如怎样安全、有效地制备、存储和使用氢气。威皮克举了一个例子,加气枪软管相对容易磨损,他们利用机器人重复模拟拔出及放回加气枪的枯燥过程,分析软管破裂的规律,寻求改进方法。展望未来,他认为从燃料汽车向氢燃料电池车过渡需数十年时间,而今最大的挑战当属加氢站太少,车价高居不下,氢气价格也同样高昂,希望未来能与汽油的使用成本相当。

家电能效是可再生能源实验室的另一个研究重点。在智能电力实验室,记者看到了与德国家电厂商博世的一个合作项目——用开源控制软件来改进家电通信的互通性。负责该项目的达内·克里斯滕森及其同事金鑫说,互通性对未来家庭自动化系统极为重要,是整合家用电器、提高能效的必要条件。

据他们介绍,空气热泵热水器通过吸收空气中的热量来加热水箱,工作时会降低周围环境的温度。因此,它可与空调互通,利用其制冷效果减少空调制冷的负担。在实施分时电价的地方,高峰电价远高于低谷电价。可互通家电可在低谷时多储存一些能量来节省电费,如热水器可在低谷时提高储水箱内水温,电冰箱和空调可在低谷时提前制冷以减少高峰时段用电量。

家用电器还能与清洁能源整合在一起。越来越多的家庭选择在屋顶上安装太阳能电池板,还可把多余的太阳能电力输回电网,但这对配电网带来一系列挑战,所以电力公司希望每个家庭能尽量多使用自家生产的太阳能电力而不是把它输回电网。

金鑫说:“家庭自动化系统能使用可互通的家电来更好地整合光伏电力,把源于太阳能的电能‘储存’在热水和冷气里。”

克里斯滕森还介绍了一种安装在家庭配电箱内的传感器,可为用户提供每个房间甚至是单个电器的用电量。用户能通过显示器或智能手机获取这些信息,从而改变自己的一些用电习惯。

可再生能源实验室隶属于美国能源部,其前身是1977年开始运行的太阳能研究所。美国“勇气”号和“机遇”号火星车使用的太阳能电池板就由该实验室制造。该实验室从事太阳能研究的工程师马克·兰德里介绍,太空中使用的一些太阳能电池的效率接近50%,但其价格极其昂贵,他所在的实验室正与一些公司合作,研究怎样降低成本,并进行大规模生产,他认为薄膜太阳能电池是太阳能电池的未来。

可再生能源实验室还配备着世界上能效最高的超级计算机,它利用可再生能源供电,是世界上第一个使用暖水降温的超级计算机,其他超级计算机大多使用空调降温。研究人员利用它来模拟各种能源使用场景,比如太阳能发电量增加对电网硬件的影响等。

与超级计算机毗邻的是3D科学视觉研究实验室,能以1:1的比例模拟现实场景,从而让研究人员直观地进行分析,降低研究成本。研究人员向记者展示了两个例子,一个是模拟风力涡轮机形成的风洞,戴上3D眼镜后甚至可走进风洞内部,了解风洞对其他风力涡轮机的影响;另一个是模拟汽车内部的冷暖空气流动情况,有助于研究对车内局部如司机位置单独进行加热,从而提高汽车能效。

当天的参观活动主要集中在2013年启用的能源系统综合大楼。除了屋顶的太阳能电池板,该建筑外墙使用最新的保温材料,热量损失极小,窗户采用双层甚至三层玻璃,隔热隔音。部分窗户采用了电致变色玻璃,可任意改变玻璃的透光率来控制室内亮度。


点击次数:  更新时间:2016-05-31 17:21:47  【打印此页】  【关闭

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