可行的地球能源终极解决方案

全球统一光伏发电系统方案

冯向-4-29

一、能源概况

我们得时时刻刻都在使用能源，看手机、电脑、做饭、照明、公交、汽车、穿的衣服、种的粮食、医疗卫生……。我们不能没有能源，没有能源，我们将回到原始社会，即便科技再发达，没有能源，一切的一切都是梦想。

当今的能源来源有：煤炭、汽油、天然气；核能发电，水力发电，生物质发电，风力、光伏发电等等。我国的火力发电占据全国发电约70%多。

煤炭、汽油、天然气是当今社会主要的能源来源，这些资源总有用完的时候，同时这些资源变成能源后，产生了污染气体，造成我们生活环境的变坏，危险到了我们的生存环境。有时候我们感觉不到这些污染的厉害，空气及环境，就像相当于鱼儿的水，鱼儿没有水会死亡，人类环境及空气变坏，我们也会死亡。这个石化能源给我们带来了幸福，同时也带来了死亡威胁。水力发电资源有限，核能发电同样会造成环境污染。风力发电需要合适的风场。

二、最简单、最清洁的能源：太阳能光伏发电

太阳能光伏发电，利用太阳光发电，光伏发电是目前各种发电形式中最简单的形式。火力发电厂发电，需要煤炭，锅炉，汽轮机，发电机，和各种辅助系统，需要值班人员运行。光伏发电通过光伏电池发电（直流电），再通过逆变器将直流变成交流，就可以直接并到电网发电了，我们就可以使用电能了。太阳能光伏发电没有机械部分，不消耗其它燃料，维护量极小，光伏发电是一种最具可持续发展特征（最丰富的资源和最洁净的发电过程）的可再生发电技术。

光伏发电是最好的发电形式，可是也有缺点，没有太阳光就不能发电，即晚上就不能发电了，怎么办能，储能（储存电能），白天把电能储存起来，晚上再用，看起来很不错，目前的储能电池（磷酸铁锂电池等）已经广泛应用，但是技术经济不划算，而且电池的大量使用，废旧电池的销毁会造成二次污染，个人认为终究不是一个万全之策。

太阳能光伏发电系统原理

三、全球统一光伏发电系统方案

由于光伏发电只有白天有太阳光的时候发电，晚上不能发电，在一个地区光伏发电终究不是一个连续的发电系统。太阳每时每刻都在照耀着地球，只是地球自转造成了白天黑夜，所以如果我们将地球上的不同经度地区的光伏发电系统连接成一个全球的发输电系统（全球统一光伏发电系统），那么中国白天时光伏发电可以攻击中国和处在黑夜的美国用，美国白天时光伏发电可以攻击美国和处在黑夜的中国用。目前每个国家基本已经形成统一全国的电力网络（输电网），光伏发电都并接到了这个国家的电力网络，所以目前要做的仅仅是将各个国家的电力网络连接到一起，就可以实现光伏能源全球共享。全球统一光伏发电系统方案输电路径初步规划见下图。

全球统一光伏发电系统方案输电路径规

（1）各区光伏发电时刻

在一天中，光伏发电，一般从当地时间早晨8点到晚上18点，发电量为一个倒扣的抛物线，中午时段最多。下面为典型地区对应的发电量时刻表。从下表可以发现，如果全球形成一个光伏发电量网络，则一天24内，均可由光伏发电，保证光伏发电在24小时内不间断，保证了地球各地区的24小时用电。

各区光伏发电时刻表

（2）特高压输电工程

目前在电力特高压（UHV）输电技术中，中国走在了世界的前列，主要是kV直流输电和交流kV输电工程。中国已经形成了特高压输电网络。在本方案中，中国完全可以技术和工程输出，成为世界工程的主力。

特高压直流输电工程示例年特高压规划方案

（3）白令海海峡输电工程，难点工程

亚洲与北美洲之间的输电工程，最近的陆地连接，只有通过白令海峡，因为它是最窄的地方，宽度约80km。可以有两种方案，一种是采用架空输电线路方案，此时需要再白令海峡中建设几十铁塔，难度较大；另一种是采用海底电缆，目前我国已经有kW海底电缆产品及工程经验，所以海底电缆比较可行。

白令海峡工程海底电缆工程示例

四、全球统一光伏发电系统的评价

（1）本方案在全球电力联网技术上基本上没有技术难点，因为在电网智能化我国已经很厉害了。工程主难点在于白令海海峡的输电工程，通过技术攻关也可实现。

（2）建立全球统一光伏发电系统，需要各个国家统一协商，从互利原则看，可实现。

（3）如果建成全球统一光伏发电系统，则火力发电、核能发电等将是光伏发电系统的的补充，不再是主要能源来源；同时没有必要在电网中大规模布局电化学储能电池，节约了资源。

（4）如果建成全球统一光伏发电系统，可能彻底解决了人类的能源问题，电价很便宜，可能免费使用，对全球的经济结构将是重大调整。人类的经济结构可能转向人类寿命工程和幸福工程，全速向智能机器人进发，彻底解决人类劳动问题，人不需要劳动了，那以后我们做什么呢？哈哈。

作者冯向-4-29

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