圖：新型能源的發展歷史中，舊技術逐步淘汰。在加州，舊的反射鏡碎片散落在有25年歷史的SEGS I廠裡，這是美國第一家商用太陽能熱電廠。

圖：加州聖巴汀諾郡的廣袤沙漠全年日照充裕，斯特林能源系統公司計畫在此建立3萬個太陽能接收裝置。新墨西哥州的桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）測試表明，該裝置能將接收到光能25%轉化成交流電。雖然高尖端的光伏太陽能板較之效率更高，但是光伏太陽能板所產生的直流電再次轉化為交流電時，能量損耗更大。

圖：南加州愛迪生電力公司的工人們正在面積達14英畝的倉庫屋頂上鋪設3.3萬塊輕型太陽能光電池板，將為1300戶家庭供電。此前，加州政府頒布條款要求到2010年由可再生能源提供的電力要達到全州的總電量的20%。

太陽能是取之不盡用之不竭的資源，如果人類能夠合理加以利用，不斷能滿足自身的能源需求，還會給子孫後代留下一筆寶貴的財富。雖然，目前全世界範圍內在太陽能使用技術及實際應用上還面臨種種困難，但是毋庸置疑的是太陽能作為人類未來可再生能源，其前景是非常光明的。

美國在太陽能技術使用和實際應用方面是走在世界前列的國家。美國內華達太陽一號發電廠位於內華達州莫哈韋沙漠。該發電廠佔地250英畝，擁有18.2萬塊凹面鏡。凹面鏡組成的太陽能槽式設備將太陽的能量聚焦在位於鏡子焦點線上的不銹鋼接收器管，而鋼管內裝有可流動的油等傳熱液體，在高溫作用下油的溫度升高至750華氏度，巨型的散熱器吸收其中的熱量給水加熱產生蒸汽，蒸汽帶動高壓驅動渦輪機和發電機運轉，從而產生電能。這座發電廠每年可產生6400萬瓦特，足夠供1.4萬戶家庭或者幾家拉斯維加斯賭場使用。

內華達太陽一號太陽能發電廠於2007年投產，是美國17年來第一座大型太陽能電廠。從那以後，太陽能電廠在美國遍地開花。內華達太陽一號發電廠屬於西班牙Acciona公司，生產的電能又銷售給內華達能源公司，而凹面鏡則由德國生產。凹面鏡堅硬無比，但易受灰塵的影響，需工作人員經常用水沖洗。鋼管就安裝在鏡子焦點線上，上面塗有黑色的陶瓷以便更好地吸收陽光，而黑色陶瓷外面包裹著真空玻璃管實現絕緣。在晴朗的夏天，太陽直射的情況下，該發電廠能將21%的陽光轉化成電能。每隔30秒鐘，凹面鏡就會隨太陽的移動改變朝向，直至正午完全朝上。760列凹面鏡，每一列鏡子能夠生產8.4萬瓦特的電力。雖然天然氣發電廠效率更高，但是太陽能的優勢在於來源免費，而且不會產生溫室氣體。而且，與其它形式的可再生能源相比如風能，太陽能是來源最為豐富且最穩定的能源。

由於美國政府承諾要負責任地對待全球變暖問題，並且要放寬對外國石油的控制，太陽能最終可能會受到青睞。去年油價飆升至每桶140美元，雖然在之後在經濟危機中又持續走低一段時間，但是這仍然提醒人們未來不能過分依賴像石油這樣不確定的能源。面對經濟危機，美國政府正著手發展國家的基礎設施，其中就包括能源供應。歐巴馬總統在他的就職演說中承諾「要發展利用太陽能、風能和石油能源」，並且在2010年的財政預算中提出，要計畫3年內將可再生能源總量翻一番。

德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所（the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems）主任韋伯（Eicke Weber）表示：「人類目前大約需要16兆兆瓦的電能，到2020年預計這一數字會達到20兆兆瓦，而地球陸地上所產生的太陽能是12萬兆兆瓦。從這點來看，太陽能實際上是取之不盡的。」據悉，目前主要有兩種方法利用太陽能，一是像內華達太陽能電廠那樣，使用凹面鏡或者由電腦控制的平面日光反射鏡將陽光集中到接收器上 ，然後產生蒸汽；二是利用半導體製成的光伏太陽能電池板將太陽能直接轉化為電能。這兩種方法各有利弊：目前蒸汽管道聚光發電比光伏電池板效果好，但它要求有廣闊的場地以及較長的能源傳輸線，而光伏電池板可以直接置放在屋頂上。利用太陽能的缺點是容易受多雲天氣和夜間的影響。目前科學家們已經著手研發能源存儲技術。

圖：南加州愛迪生電力公司租下了位於加州Fontana市的一座大型倉庫屋頂，並於2008年在上面安裝了244萬兆瓦的太陽能電池陣列。相對於5年內在5萬平方英里上安裝2.5萬萬兆瓦的太陽能電池板的計畫而言，這只是第一步。經計算，倘若這一計畫付諸實施，每一百萬兆瓦的電力能供650個家庭使用。

圖：Andasol電廠的一廠和二廠座落在安達盧西亞農場上，它們和農場上的農作物依賴同樣的能源。電廠通過光合作用存儲太陽能：這些太陽能收集裝置通過使用一部分白天吸收的太陽能加熱鹽，晚上通過高溫熔鹽釋放熱量可以產生7.5小時以上的電能。

圖：國家可再生能源實驗室的研究員拉裡（Larry Kazmerski）是一名太陽能倡導者，他為我們描繪了光伏太陽能板研究的最新進展：這種可彎曲的光伏太陽能板應用範圍更加廣泛 ，將來甚至可以為整個城市提供電力。

上世紀80年代中期，許多科學家開始致力於提高太陽能光伏板的效率。美國國家可再生能源實驗室的科學家們發現不同的半導體能吸收不同的太陽光束。去年，有科學家在鏡面上塗上一層磷化銦鎵和砷化銦鎵的化合物，製造出一種新型的光伏太陽能電池板，該種太陽能板將太陽能利用率提高到40.8%，創造了歷史記錄，至今沒人能打破。但由於該技術工藝複雜，難以投入大規模生產。而太陽能凹面鏡的價格也是非常高，每平方厘米達到1萬美元，高昂的價格使人望而卻步。另一種方法可以降低成本但是必須犧牲效率。美國First Solar 和 Nanosolar公司研發的薄膜太陽能面板所需原材料更少，這樣能大大降低製造成本，從而使太陽能電力價格降低至1美元每瓦。這一價格幾乎接近火力發電的成本相接近。

一些樂觀主義者認為隨著太陽能技術的不斷進步，加上政府的大力支持，太陽能可能會與化石燃料一樣在產生電能方面變得經濟、高效。不過，也有持相反觀點者認為30年前卡特政府時期就有這樣的預言，那時正值1973年阿拉伯石油禁運，卡特政府呼籲使用新型能源如太陽能等替代石油能源。1979年的伊朗伊斯蘭革命更是雪上加霜，使得油價攀升到美國的司機們要排隊購買汽油。卡特身體力行，在白宮屋頂上安裝了太陽能熱水器。隨後的幾年裡，大型的太陽能發電廠一廠和二廠在距拉斯維加斯160英里處落戶，另外七座也相繼在附近的Kramer Junction和Harper Lake建成。

可惜好景不長，裡根政府時期由於全球油價下跌，資金緊缺，太陽能發電廠發展滯緩。至此，第一次太陽能革命宣告失敗。二十年後，新一輪的太陽能革命又蓄勢待發。卡特時期遺留下來的國家可再生能源實驗室是美國政府可再生能源的主要研究機構，該實驗室再次呼籲發展使用新能源。歐巴馬政府對該實驗室的研究提供了資金支持。該實驗室副主任羅伯特（Robert Hawsey）稱：「目前太陽能發電量只佔全國總電量的0.1％，但是到2030年這一數字有望達到10%到20％。」為了降低成本，國家可再生能源實驗室的科學家們正在研究用輕巧的聚合物製成凹面鏡來代替玻璃管和鋼管以期能吸收更多陽光又能減少熱能損耗。此外，他們也在著手研究如何存儲白天產生的電能以供晚上使用 。

2008年，世界上第一座可存儲式的太陽能電站在西班牙Guadix投入商業運營。白天，凹面鏡吸收的太陽能給熔鹽加熱，晚上利用高溫熔鹽冷卻下來的熱量給水加熱產生蒸汽。亞利桑那州的索拉納發電站也用同樣的方法來存儲熱量。到2012年，該電站將為鳳凰城和圖森提供280兆瓦的電能。上世紀80年代，一位名叫羅蘭德（Roland Hulstrom）的科學家通過計算得出，如果光伏太陽能電池能鋪滿美國0.3%國土，即100*100平方英里，那麼就可以為整個國家供足夠的電能。然而20年過去了，由於太陽能光伏板造價高，效率差強人意 ，因此利用太陽能光伏板的發電量只佔全國總用電量的一小部分。在加州、內華 達州以及其它陽關充足、稅收優惠的地區，太陽能光伏板的使用就如同空調一樣普及 ，可見其前景之美好令人嚮往。

圖：對於使用太陽能的用戶來說，夜晚是一個挑戰。麻省理工大學的科學家丹尼爾（Daniel Nocera）發現了一種廉價並且能夠自我充電的裝置，可以讓水成為電能間歇存儲介質， 供晚間照明甚至可以為電動或氫汽車充電。他表示：「通過這種方法，家就能成為發電廠、加油站。」

圖：太陽能最大的優點是可以在任何地方、任何規模下產生電能，包括像這些慕尼黑附近的92號高速公路兩旁的防噪音隔離牆都被改造成太陽能板。光伏板的價格正在下降，主要歸功於像德國這樣的股票價，光伏板的廣泛使用使得該產業形成了一定的規模經濟。支持者們預計光伏板會馬上在這種小型區域大量使用。

圖：艾思瑪太陽能技術股份公司（SMA Solar Technology）的新總部大樓位於德國的卡塞爾市（Niestetal），圖中屋頂的光伏太陽能板隱約可見，它為大樓提供部分電力。該公司生產一種逆變器能將太陽能產生的直流電轉換為平常使用的交流電。

圖：在德國萊比錫附近的沃德坡稜茲太陽能園，工人們安裝了50多萬塊薄膜光伏板。這種技術的倡導者們認為，薄膜光伏板比太陽能板易於安裝，只要有足夠的空間，要比目前最好的傳統晶硅太陽能板更加節約成本，只是效率上會有所欠缺。

圖：工人們正在一片佔地270英畝的前東德軍事基地上鋪設弧線陣列的太陽能板，為沃德坡稜茲太陽能園提高4000萬兆瓦的電力。該電廠於2008年底完工，是世界上最大的光伏太陽 能電廠。在德國，政府對太陽能電廠會給予獎勵。政府的鼓勵大大刺激了該國太陽能基礎設施的發展。

圖：光伏太陽能：在德國巴伐利亞州一個農場裡，屋頂上的太陽能板通過太陽光照射，光能將半導體如硅晶體中的電子激發出來發電。不同於聚光太陽能，光伏太陽能系統可以在小範圍內高效地產生電能。

圖：在西班牙的發電廠裡，巨大的反射鏡能瞬間收集120千萬億瓦特的太陽能。政府會對這種昂貴但具有前景的能源提供補貼，政府的刺激使歐洲成為了世界太陽能之都。

圖：Abengoa能源公司的PS10太陽能發電塔利用日光反射鏡，直接將收集到的陽光反射到發電塔頂端的陽光收集器，從而驅動汽輪發電機來發電。在多雲的天氣下，如果工作人員將反射鏡完全朝向天空，瞬間透過雲層照射進來的陽光就足以使太陽能塔頂部的裝置燒壞。

圖：採集陽光：這是位於拉斯維加斯的內華達太陽一號太陽能發電廠的凹面鏡在採集陽光，從而使裝有水的鋼管溫度升高產生蒸汽，生產出6400萬兆瓦電量。與昂貴的光伏太陽能板相比，政府部門往往更青睞於這種方式。

圖：月出東山，新墨西哥州的桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）的太陽能接受裝置靜靜地矗立著。破曉時分，每一個反射鏡陣列會朝向太陽，收集太陽能給斯特林引擎加熱，再驅動活塞工作產生電能。要讓從光能轉化成能直接使用的交流電，沒有比這更加有效的方法了。斯特林能源系統公司計畫在洛杉磯和聖迭哥附近的沙漠中修建6萬個這樣的太陽能接收裝置。