太阳能与风能开发领域的新进展
一、太阳能电池研制的新进展
1．研制太阳能电池的新成果
⑴发明新型塑料太阳能电池。2005年1月，加拿大多伦多大学，电力与电脑工程教授萨金特领导的一个研究小组，在《自然·材料》期刊上发表论文称，他们发明了一种柔性塑胶太阳能电池，据称它把现有的太阳能转化为电能的效率，提高了五倍。
研究小组表示，这种电池能够利用阳光中的红外线，并且可以在布、纸和其他材料表面形成一层柔性膜。这层膜可以把30%的太阳能转化为可利用的电能，比目前应用的效率最高的塑胶太阳能电池要好得多。
萨金特说，由于这种电池能使用有弹性的材料转化太阳能，把塑料与纤维编织在一起类似现有的合成纤维，然后把它们制成衣物，做成可以穿在身上的太阳能电池。不难看出，这是便携式电力。他还表示，这种衣料可以用在衬衫或运动衫上为手机等设备充电。
萨金特说，目前正在寻找投资者，以便把这种发明转化为商业产品。如果他们能制造出更廉价、应用更广泛的太阳能电池产品，那将是重大的突破。
⑵研制出可将星光转换为电能的星光电池。2006年5月25日，俄罗斯联合核研究所的科学家们，在位于莫斯科郊区的该所实用科研中心，展示最新研究成果时称，他们研制出世界上绝无仅有的星光电池，可同时把阳光和星光转化为电能，无论在夜晚或是白天都能高效地工作。
该中心主任瓦连金·萨莫洛夫介绍说，这种新型电池能够24小时连续工作，与传统太阳能电池相比，它把可见光转换为电能的效率要高一倍以上，而把红外线转换为电能的效率也要高出50％。
研究人员表示，他们成功开发出一种新型的高效率光电转换材料。这种材料，可在各种天气条件下，直接把阳光和星光转换为电能。试验证明，由这种材料制成的电池，无论在夜晚或是白天都能够高效地工作。他们还指出，新型光电材料的制造成本，要远低于现在普遍使用的同类产品。
⑶开发出世界最高转换效率的太阳能电池。2011年11月4日，有关媒体报道，日本经济产业省下属独立行政法人，日本新能源与产业技术综合开发机构，其主导的“创新型太阳能发电技术研发”项目，取得阶段性成果，项目承担单位夏普公司，成功开发出转换效率达36.9%的太阳能电池，达到了世界最高转换率。
夏普公司采用三种化合物（上层InGaP、中层GaAs、底层InGaS）叠加的方式，在2009年10月，就实现35.8%的转换效率。经过两年的研究，解决了结合部连接层衰减的问题，大幅提高了转换效率。
研究人员表示，这个项目瞄准2050年，目的是开发出转换效率40%以上的太阳能电池，并使成本下降到日本目前的普通发电水平（7日元每千瓦时）。由于这一成果的取得，预计该项目将大大提前实现上述目标。
另据日本新能源与产业技术综合开发机构网站消息，为了配合“创新型太阳能发电技术研发”项目的实施，该开发机构和欧盟委员会，在2011年5月签署了研发合作协议，产学研合作共同开发转换效率达到45%的太阳能电池。项目实施期间从2011到2014年，日本共投入6.5亿日元，欧盟投入500万欧元。日方项目参加单位为，丰田工业大学（丰田集团）、夏普、大同特殊钢、东京大学、产业技术综合研究所；欧方为，西班牙、德国、英国、意大利、法国等国的大学、研究所与企业。
⑷研究开发低成本染料敏化太阳能电池。2012年11月，瑞士洛桑理工大学科学家凯文·西沃拉领导的研究小组，在《自然·光学》上发表了他们研究的阶段性成果。它表明，研究小组正致力于利用丰富而廉价的氧化铁（铁锈）和水，研发一种新型染料敏化太阳能电池，以利用太阳能制备氢气。
染料敏化太阳能电池，是一种模仿光合作用原理的太阳能电池，主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂和导电基底等几部分组成。它因原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在规模化工业生产中具有较大优势，对保护人类环境具有重要意义。
1991年，瑞士洛桑理工大学教授格兰泽尔，在染料敏化太阳能电池领域取得重大突破，成功研制出可利用水直接生产氢气的太阳能电池。此后科学家们一直致力于研究低成本、高转换率且能规模化生产的染料敏化太阳能电池。
在通常情况下，研究人员大多采用氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物，作为纳米多孔半导体薄膜。西沃拉研究小组所遵循的基本原理，与格兰泽尔相同，但采用氧化铁作为半导体材料。其研制的设备，是一种完全自备式控制，设备所产生的电子用于分解水分子，并将其重新组成为氧气和氢气。该研究小组人员，利用光电化学技术，致力于解决困扰氢气制备的最关键问题——成本。
西沃拉说：“美国的一个研究小组，已把染料敏化太阳能电池的转换效率提高到12.4%。尽管它在理论上前景很诱人，但该方法生产电池的成本太高，生产面积仅为10平方厘米的电池，其成本就高达1万美元。”因此，西沃拉研究小组一开始就给自己设定了一个目标，即仅采用价格低廉的材料和技术。
西沃拉指出，他们研制的设备中，最昂贵的部分是玻璃面板。目前新设备的转换效率依然较低，仅为1.4%至3.6%，但该技术潜力很大。研究小组还致力于，研制一种简易便捷的制作工艺，比如利用浸泡或擦涂的方式制作半导体薄膜。西沃拉说：“我们希望，未来几年内，把转化效率提高到10%左右，生产成本降为每平方米80美元以下。如果能实现此目标，就能较传统的制氢方法更具竞争力。”
西沃拉预计，采用氧化铁作为半导体材料的串联电池技术，其转换效率最终将能够达到16%，同时成本也将会很低廉，这是该技术的最大优势。如果能够以廉价的方式，成功储存太阳能，这项发明将能够大幅度增加人类利用太阳能的力度，可成为利用可再生能源的一种可靠方式。
⑸研制高转化率的钙钛矿太阳能电池。2013年11月，宾夕法尼亚大学能源创新研究中心，联合主任安德鲁·阿姆领导的一个研究小组，在《自然》杂志上发表研究成果称，他们发现，以一种新式钙钛矿（CaTiO3）为原料的太阳能电池的转化效率或可高达50%，为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍，能大幅降低太阳能电池的使用成本。
尽管研究小组还没有演示以新材料为原料制造的高效太阳能电池，此项研究已成为此前诸多研究强有力的补充，证明拥有独特晶体结构的钙钛矿，有望改变太阳能产业的面貌。当前市场上占主流的太阳能电池以硅和碲化镉为材料，达到目前的转化效率历时10多年；而钙钛矿只花了短短4年时间的研究，有鉴于此，即使业界保守人士对钙钛矿也非常看好。
阿姆表示，以新式钙钛矿为原料，制造的太阳能电池，能将大约一半的太阳光直接转化为电力，为目前的2倍，因此，只需一半太阳能电池就可提供同样的电力，这将大大减少安装成本，从而让总成本显著降低。
另外，阿姆说，与传统太阳能电池材料不同，新材料并不需要电场来产生电流，这将减少所需材料的数量，产生的电压也更高，从而能增加能量产出；而且，新材料也能很好地对可见光做出反应，这对太阳能电池来说意义重大。
研究人员也证明，新材料稍作改变，就能有效地把不同波长的太阳光转化为电力，科学家们可借此制造出拥有不同层的太阳能电池，每层吸收不同波长的太阳光，从而显著提高能效。
不过，有专家则强调，尽管这些属性非常有用，但要想制造出可用的钙钛矿太阳能电池，还有很长的路要走。首先，这种太阳能电池产生的电流很低。其次，钙钛矿的储量并不充足，很难实现钙钛矿太阳能电池的批量生产。
⑹研制出环保型钙钛矿太阳能电池。2014年5月5日，美国西北大学无机化学专家梅科瑞·卡纳茨迪斯、材料科学和工程学教授张邦衡领导的一个研究小组，在《自然·光子学》杂志上发表研究成果称，他们研制出环保型钙钛矿太阳能电池，它用锡钙钛矿代替铅(有毒)钙钛矿作为捕获太阳光的设备。新型太阳能电池不仅绿色、高效，且成本低廉，可以使用简单的“实验台”化学方法制造，不需要昂贵的设备或危险材料。
卡纳茨迪斯表示：“这是研制新型太阳能电池领域的重大突破。锡是一种非常实用靠谱的材料。”
拥有独特晶体结构的钙钛矿，是一种陶瓷氧化物。最早被发现的此类氧化物，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙化合物。传统硅晶太阳能电池板，因原材料硅土昂贵且制造过程会产生严重污染，学界和业界近年转而研发钙钛矿太阳能板，结果光电转化效能两年内从3%提高至16%，形成重大的科研突破，钙钛矿太阳能电池，也因此被称为太阳能电池领域的“明日之星”。
新型太阳能电池，也使用了钙钛矿结构作为吸光材料，只不过用锡代替铅。科学家们表示，铅钙钛矿的光电转化效率已达15%，鉴于锡和铅属同族元素，锡钙钛矿应该也能达到甚至超过这一数值。张邦衡表示：“我们的锡基钙钛矿层，能像高效的太阳光捕获设备一样工作。”
目前，这款固态锡太阳能电池的光电转化效率，尽管仅为5.73%，但他们认为这是一个非常好的开始。研究人员表示，锡钙钛矿有两个特点：能最大程度地吸收太阳能光谱中的可见光；不需要加热就能直接熔解。
新型固态太阳能电池，是一块由5层材料组成的“三明治”，每一层都具有独特的作用。第一层导电的玻璃，使太阳光能进入电池；第二层是沉积在玻璃层之上的二氧化钛，这两层合在一起作为太阳能电池前部的导电触点；接下来就是新款太阳能电池的“主角”锡钙钛矿，这一层的主要作用是捕获太阳光。研究人员在一个充满氮气的手套式操作箱内制造这一材料，这种工作台化学方法的目的是保护环境，避免锡钙钛矿被氧化。
位于锡钙钛矿之上的是空穴传输层，这一层对于关闭电流并获得功能性的电池至关重要，主要材料是一种吡啶(含有一个氮杂原子的六元杂环化合物)分子。最后压轴的是一薄层金。最终封装的太阳能电池厚度大约1到2微米，能放入空气。测试表明，其光电转化效率为5.73%。
2．开发太阳能电池配套材料的新成果
⑴发现可让钙钛矿太阳能电池更便宜的无机材料。2014年1月8日，物理学家组织网报道，美国诺特丹大学的科学家，发现一种廉价的无机材料，能够取代钙钛矿太阳能电池中昂贵的有机空穴导体，让这种高效的太阳能电池更加便宜。相关论文发表在《美国化学学会会刊》上。
钙钛矿太阳能电池，是当今最有前途的几种光伏技术之一，其理论转化效率最高可达50%，为目前市场上太阳能电池转化效率的两倍，能大幅降低太阳能电池的使用成本。虽然钙钛矿材料相对便宜，但用其制造太阳能电池，还需要用到一种有机空穴导电聚合物，其市场价格是黄金的10倍以上。
新研究中，美国诺特丹大学的杰佛瑞·克里斯、雷蒙德·丰和普拉什特·卡玛特发现，用碘化铜制成的无机空穴导电材料，可以替代有机空穴导电聚合物。
克里斯说：“新发现的无机空穴导电材料，比以往的可替代材料都便宜得多，有望进一步降低这种太阳能电池的制造成本。”
钙钛矿是一类具有特定晶体结构的材料，对太阳能电池的制造而言，这种结构具有天然优势：较高的电荷载体迁移率和较好的光线扩散性能，使光电转换过程中的能量损失极低。虽然碘化铜，能够充当钙钛矿太阳能电池中的空穴导体现在才被证明，但铜系导体之前就被认为，能够在染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池中充当重要角色，而最具吸引力的是它们优良的导电性能。碘化铜导体的导电率比有机空穴导电聚合物高两个数量级，这使其能达到更高的填充系数，也决定了用其制成的太阳能电池具有更大的功率。但目前的研究结果表明，包含碘化铜的钙钛矿太阳能电池，在转化效率上暂时不及原有技术。研究人员认为这可能与其较低的电压相关。这一点未来有望通过降低其较高的重组率来弥补。
研究人员发现，碘化铜太阳能电池还表现出一个优势，就是其良好的稳定性。实验结果显示，经过两小时的连续光照后，碘化铜太阳能电池的电流丝毫没有降低，而有机空穴导电聚合物太阳能电池，所产生的电流则下降了10%。这一点对太阳能电池而言至关重要。克里斯说，下一步他们将对实验步骤进行优化，以使其实现更高的转化效率。
⑵开发出新型太阳能电池材料。2014年3月，新加坡南洋理工大学，物理与材料科学学院研究员邢贵川、材料科学与工程学院副教授尼潘·马修等人组成的一个研究小组，在《自然·材料》杂志上发表研究成果称，他们开发出的下一代太阳能电池材料，不仅能把光转化成电，电池本身还能按照需要发出不同颜色的光。这样，将来有一天，如果手机或电脑没电了，只需拿到太阳下晒一晒就能继续使用了，因为它们的显示器同时也是太阳能电池。
开发这种太阳能电池的材料来自钙钛矿，这是一种能制造高效廉价太阳能电池的关键材料。邢贵川用激光照射他们正在研究的混合钙钛矿太阳能电池材料，发现它发出了明亮的光。而大部分太阳能电池材料吸收光线的能力都很强，是不会发光的。这让他们感到很惊讶。
研究人员表示，这种材料对光照的耐受力很强。它能捕获光子转化成电，或者反之。通过调整材料成分，它还能发出多种颜色的光，因此很适合做成发光设备，比如平板显示器。
马修指出，用现有的技术，就能很容易地把这种材料应用到工业上。由于它在制造过程中易于溶解，室温下能与两种或更多化学物结合，其价格只相当于目前硅基太阳能电池的20%。他说：“作为一种太阳能电池材料，可以把它做成半透明的，作为彩色玻璃装在窗户上，就能同时用阳光来发电。而利用它发光的性质，可以用在商场或办公室外面，作为灯光装饰。”他还说：“这种材料多功能低成本，对环保建筑也是一种促进。我们已在研究怎样扩大规模，把这些材料用做大型太阳能电池，改变发光设备的制造工艺也是一条很直接的途径。更重要的是，这种材料具有响应激光照射的能力，对开发芯片电子设备也有重要意义。”
目前，这种先进材料正在申请专利。美国加州大学伯克利分校能源技术教授拉马穆希·拉姆耐什表示：“该小组的研究成果，清晰地显示了新材料具有广阔的应用前景，包括现有的太阳能电池和激光器。”
3．优化太阳能电池内部结构的新进展
⑴优化薄膜太阳能电池内部结构。2011年5月，新加坡科学技术研究局微电子所的帕特里克·罗等组成研究小组，在美国无线电工程师协会（IEEE）主办的《电子器件快报》杂志上发表论文称，他们发现，改变薄膜太阳能电池内硅的微观结构，可增强其捕获光线的能力，显著提高其光电转化效率。
能源危机，是当今世界面临的一大主要挑战，高需求和低供给在不断推高原油及其制成品的价格。硅基太阳能电池，是生产清洁能源和可再生能源最有前途的技术之一。有数据称，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，只需将其中一小部分转化为电能，就能解决目前人类社会对化石能源的依赖。但太阳能电池，尤其是薄膜太阳能电池，较低的转化效率，一直困扰着这项技术的发展和普及。
新加坡的研究人员发现，采用改变薄膜太阳能电池内硅的微观结构的方式，可显著提高其转化效率。
研究人员称，普通的硅薄膜太阳能电池，存在着一个固有的问题：它们无法吸收那些波长比其薄膜厚度更大的光子。例如，一个标准的800纳米厚的薄膜，虽然能捕捉到波长较短的蓝光，但也会完全错过波长较长的红光。因此，为了保持材料低成本的同时提高转化效率，就必须想办法捕捉到更多的光子，其中也包括那些中等波长的光线。
为达到这一目的，研究人员在薄膜太阳能电池中硅的表面蚀刻出很多纳米尺寸的硅柱。帕特里克·罗解释说，这些硅纳米柱就像森林中的树木，一旦光线进入后就无法轻易“脱身”。当光线射入硅柱组成的“森林”后，光线就会在“森林”的底部，以及“树木”间，不断进行反射，每一次反射都会增加吸收光子的机会。
该研究小组用电脑对此进行模拟，以确定这种薄膜太阳能电池的性能和其最佳外形。经研究他们发现，每个纳米支柱的上半部分，还可通过添加掺杂剂的方式制成电极。目前，他们正在通过这一思路，进行这种薄膜太阳能电池原型的制造工作。
⑵通过新型“金字塔”结构提高太阳能电池效率。2014年7月，美国斯坦福大学，电力工程教授范汕洄领导的一个研究小组，在美国光学学会杂志《光学》上发表论文说，虽然太阳能电池已经技术成熟、应用广泛，但其能源转化率一直存在瓶颈。例如，目前最成功、应用最广泛的硅基电池的能源转化率还不足30%。为了改变这种状况，他们采用新型“金字塔”型表面设计，可以使太阳能电池自动降温，从而克服了太阳能电池持久、高效发电中的一大障碍。
据悉，目前太阳能电池效率较低的一大原因，是由电池本身过热造成的。数据显示，每升高1℃，太阳能电池的效率就会降低0.5%；于此同时，温度每升高10℃，太阳能电池的老化速率就会加倍。为此，科研界和工业界投入了巨资试图解决这个问题。
通常，太阳能电池能够轻易达到55℃以上。这使得能源转化率和寿命都大大降低。而通过通风或冷却液等主动降温方式，不仅成本较高，还可能会形成遮挡影响能量吸收。
范汕洄研究小组采用的设计，则避免了这些问题。据悉，研究人员在电池表面增加一层非常薄的石英玻璃，上面嵌入微型的金字塔和锥形结构。通过这种改造，太阳能电池就可以把不需要的热量反射回去。
对太阳能电池来说，可见光转化为电能的效率最高，而红外光则主要携带热量。据范汕洄介绍，该设计采用的石英玻璃允许可见光通过，但是对特殊波长的光却有折射和反射的作用，从而实现了自动降温。目前，研究人员已经在实验室中进行了相关测试，下一步，他们将在室外环境中进行测试。
4．研制太阳能电池出现的新技术
⑴开发出“纸型太阳能电池”的制造技术。2012年2月，韩国电气研究院一个研究小组，在《能源和环境科学》学术刊物上发表论文称，他们综合运用纳米技术和纤维技术，开发出“纸型太阳能电池”制造技术。这项研究成果，被该刊物选定为大事论文题目，同时获得英国皇家化学会刊发的《化学世界》的介绍和好评。
韩国太阳能产业界认为，该项研究成果，可以打破目前韩国太阳能产业发展停滞的局面，从而开拓新的市场。
“纸型太阳能电池”制造技术的创意，来自于韩国传统的窗户结构。研究小组表示，先把二氧化硅纤维化，再利用所得纤维制作成纳米纸的形态。在该纸状结构的基础上，添加窗棂结构的金属网，就得到了轻薄耐用并可随意弯折的太阳能电池。
目前普遍应用的太阳能电池中，由于有坚硬的塑料基座和玻璃结构，所以相比“纸型太阳能电池”更加坚硬和厚重。该项技术的主要开发人员、韩国电气研究院创意源泉研究本部纳米融合技术研究中心的车胜一称，由于制作过程相对简单，利用“纸型太阳能电池”制造技术，在太阳能电池量产过程中，可以为企业节省大量成本。目前，该研究小组申请了有关这项技术的4项专利。
韩国电气研究院表示，“纸型太阳能电池”不仅可以应用在日常经常使用的智能手机中，在建筑、汽车和传播等领域，甚至在国防工业中都可以得到利用。
⑵从豆腐中找到太阳能电池新配方。2014年6月26日，英国利物浦大学乔南善·梅杰领导的一个研究小组，在《自然》杂志上发表论文，描述了一种制造碲化镉太阳能电池的新配方。这种新配方使用了一种廉价、环保的盐，而此类盐同时也被用在豆腐制作过程中。
研究人员表示，碲化镉电池在太阳能电池市场中处于领先地位，这种电池是当下使用的光伏发电系统中，最具成本效益的一种，但是这些设备仍有改进的余地。制造这些太阳能电池要使用昂贵的含镉盐，这要通过氯化镉来处理碲化镉。氯化镉这种水溶的有毒材料，对工人和环境都有风险。
梅杰研究小组，展示了使用廉价且没有毒性的氯化镁代替碲化镉，可以制造出一样性能的太阳能电池。氯化镁的价格，只有氯化镉的百分之一，并且已经在生活中被广泛应用，例如用于地面融冰，用作浴盐和作为生产豆腐的食品添加剂。
研究人员表示，新方法只需要把现有碲化镉电池制造方法中的一步进行简单替换：把氯化镉换成氯化镁，就有潜力把环境风险降到很低，同时在不影响设备性能的同时，显著降低生产氯化镉太阳能电池的成本。
二、太阳能电站及其发电技术的新进展
1．太阳能电站建设的新进展
⑴鼓励建造太阳能电站并更多地使用太阳能。意大利素有“阳光之国”的美誉，国家电力公司2007年8月决定，在拉齐奥大区北部投资建国内最大的太阳能发电站。计划占地10公顷，总装机容量0.6万千瓦，建成后每年可发电700万千瓦时，相当于减少5000吨二氧化碳排放量。
意大利全国铁路公司也推出了其最新研制的太阳能列车样车，包括2节车头、5节客运车厢和3节货运车厢，利用安装在每节车厢顶部的太阳能电池板，向列车的空调、照明及安全设施系统提供能源。
意大利新的《能源价格法》规定，使用太阳能发电设备的家庭可将剩余电量卖给国家电力公司，以鼓励更多的家庭使用太阳能。据估算，家庭安装一套7～8平方米的太阳能板约需7000欧元，11年可收回成本，而设备使用寿命则长达25年。新法律同时规定，对采用太阳能的建筑，税收减免由原来的36%提高到55%。在政府的大力倡导和鼓励下，2006年意大利太阳能板的安装总量达到30万平方米，同比增加了46%。太阳能发电量已接近3万千瓦，政府希望到2016年达到300万千瓦。
⑵建成世界最大跟踪式太阳能发电站。2008年9月，有关媒体报道，韩国东洋建设产业公司，在韩国全罗南道新安郡智岛邑，建成一座名为新安东洋太阳能发电站，它是目前世界上最大规模的跟踪式太阳能发电站。
报道称，该电站总投资约1.35亿美元，占地面积67万平方米，安装着超过13万块的太阳能电池板，发电规模为2.4万千瓦。
这座电站，不同于以往固定式的发电装置，它采用的是跟踪式聚焦太阳光发电装置，通过太阳能面板尾随太阳方向的变化而移动，从而延长聚集太阳光时间并提高聚光效率，使发电效率提高15%以上。此前，世界最大规模的跟踪式太阳能发电站，是西班牙的2万千瓦级太阳能发电站，而韩国国内最大的太阳能发电站，是庆尚北道金泉市的1.84万千瓦级太阳能发电站。
建设人员称，新安东洋太阳能发电站，平均每天发电4小时，年发电可达3500万千瓦，所发电力可供1万户家庭使用1年。此外，该电站运营后，有望每年可以减少3万辆汽车，约2.5万吨二氧化碳的排放。
⑶拟联手打造人类历史上最大太阳能电站。2009年6月，德国《南德意志报》报道，20家德国企业和银行，正策划在北非，建造一座人类历史上规模最大的太阳能电站，项目预计总投资高达4千亿欧元，预计10年内建成发电。
据报道，已经有包括德国西门子公司、德国第二大能源供应商RWE公司、德国最大的私人银行德意志银行在内的20家德国大公司，表达了参与这一项目的兴趣，这些公司将于下个月在慕尼黑“碰头”，商量项目的具体计划。项目牵头方是慕尼黑再保险集团，据称德国政府也将参与进来。这一名为“Desertec”的项目，总投资额高达4千亿欧元，计划在10年内建成发电。据专家估计，该太阳能发电站建成后，将能满足全欧洲15%的电力需求。这座大型太阳能电站，建成后将是人类史上最大的清洁能源项目。
慕尼黑再保险集团总裁耶沃莱克表示，实施这一项目，是为了证明清洁能源，也能进行大规模经济利用，公司将在两三年内拿出项目的具体实施方案，并将在未来10到15年里，在国际能源市场上产生竞争力。耶沃莱克还表示，希望其他欧洲国家的企业，也能参与到这一项目中来。
据专家介绍，这座太阳能电站，使用的并非直接把阳光转化成电能的传统太阳能电池板，而是通过镜面，把阳光反射到油路系统，对一种特殊的油进行加热。由此产生的热量将转化成水蒸汽，进而推动涡轮运转发电。其工作原理，类似于现在的水电站和火电站。此外，白天产生的热量还能被储存起来，这样太阳能电站在夜间没有阳光的时候也能继续发电。类似的太阳能电站，已经在美国加利福尼亚和西班牙建成使用。
实际上，“利用非洲太阳能发电”的想法，在德国科技、企业界和政界，很早就已经产生了，但多年来相关大项目在非洲并未被实现。其中最大的问题，就是如何建设一个从北非到欧洲的输电网，此外政治稳定因素也是投资者关心的话题。耶沃莱克表示，德国企业此次希望，获得其他欧洲国家和非洲伙伴的支持，可以考虑在北非多个地点建设太阳能电站。不过，他并没有透露这座拟建中的发电站，将建在哪个国家，只是表示，发电站将建在那些政治稳定的国家。
德国企业的“雄心”和大手笔引来了议论。有专家预计，在撒哈拉沙漠上，建成一座面积相当于德国巴伐利亚州的“太阳能园”，就能满足全球的能源需求。绿色和平组织的一份报告也认为，2050年，类似的“太阳热力电站”将能满足全球四分之一的能源需求。但也有人指出，撒哈拉地区并非无人居住，不能把别人的家园变成欧洲的“太阳能电池”。也有人担心，如此大规模的太阳能电站会成为恐怖袭击的目标。此外，北非国家石油资源丰富，是否会对太阳能“动心”也不确定。更多的德国媒体则认为，德国企业在金融危机背景下的这一举动，是为了推动应对气候变化的努力，占领全球“绿色科技”的制高点。
⑷建成全球首个太阳能聚光熔盐热电站。2012年2月，有关媒体报道，由欧洲投资银行支持的，全球首个太阳能聚光熔盐热电站近期在西班牙南部小镇塞维利落成。该电站是一新型聚光热电项目，可以在缺少光照的阴雨天气，以及没有光照的夜间继续发电。
该项目使用新型太阳热发电技术，利用融熔盐为能量储存与传导载体。发电站的聚光系统由2600多个聚光镜面板组成，散布在185公顷的空地上。单个镜面板接收到的光能，被积聚在中央的接收器，将熔盐罐加热，通过热传导形成高温压力蒸气，推动涡轮机发电。光照充足时，产生的多余能量被熔盐罐储存，在缺少阳光的情况下释放能量，可继续向电网供电15小时，从而实现24小时全天候不间断发电。
该热电站装机容量近2万千瓦，可以满足当地2.75万户居民的日常用电，年发电量相当于8.9万吨的燃煤热电厂，或21.7万桶石油当量，每年可减少二氧化碳排放3万吨。
聚光太阳能发电是继风能、光复电池之后，解决能源匮乏、应对气候变化的又一有效技术手段。传统的聚光发电技术，使用抛物镜将光源聚集到充有合成油的吸热管上，使合成油加热到390℃，然后通过输送传导将水加热，产生水蒸气推动涡轮机发电。传统的聚光发电一般只能够在阳光充足、天气清朗的天气条件下进行。而新电站却可以全天候工作，大大提高了发电效率和能源储存效率。
⑸用太阳能电站点亮偏远岛屿。2012年5月，有关媒体报道，印尼的北苏门答腊省缅加斯岛、东加里曼丹省斯巴迪克岛和北马鲁古省莫罗太岛的3座太阳能发电站，近日相继竣工投产，标志着印尼的太阳能开发利用进入新阶段。
仅北马鲁古省莫罗太岛600千瓦的太阳能发电站，每天就可节省800升燃油，每年节省资金25亿印尼盾。更为重要的是，这3座电站对于印尼国家电力公司“点亮100个偏远岛屿”的活动，具有重要的示范意义。
作为太阳能资源丰富的万岛之国，印尼正加快开发利用步伐，将筹集6.83亿美元的资金，在3年的时间内，新建总功率达18万千瓦的太阳能电站。另外，印尼国家电力公司计划用5年的时间，在1000个岛屿上建设太阳能发电站。建设工程将分为两个阶段，第一阶段是2011年至2012年，要在100个岛屿兴建太阳能电站；第二个阶段是2013年至2015年，争取在900个岛屿建设太阳能电站。
有关专家认为，13487个大小岛屿、常年阳光灿烂，是印尼得天独厚、取之不竭的新能源资源。对于石油天然气资源日益枯竭的印尼来说，大力开发利用太阳能，不失为具有战略发展眼光和经济实惠能源替代的最佳选择。
2．太阳能发电技术的新进展
⑴发明白天晚上都能发电的太阳能大碟技术。2007年10月，在2007年世界太阳能大会上，澳大利亚国立大学工程学院太阳能研究中心首席科学家基思·洛夫格罗夫博士报告说：“我们研发的太阳能大碟集热技术，与其他类型太阳能集热技术相比，热电转换效率更高，而且其大规模生产成本更低，这一技术代表着太阳能集热技术发展的趋势。”
据洛夫格罗夫博士介绍，他们在太阳能集热技术领域已进行了30多年的研究，大碟技术是其研究的主要成果。在他们的实验室里有一个世界上最大的利用光热发电的大碟，该碟表面面积有400平方米。大碟通过吸收光能，将流入的液态水变成水蒸气，再由水蒸气驱动发动机产生电能。其整个能量转换过程就是先将光能转换成热能，再将热能转换为电能，实现热电转换效率为19.14%。目前，世界上另两种主要的太阳能集热技术，即槽型和塔型太阳能集热技术，热电转换效率分别为10.59%和13.81%。
洛夫格罗夫博士说，他们研发的一项电能存储技术，可以使大碟晚上也能发电。具体做法是，将白天吸收的光能所产生的热能，通过化学反应转化成气体和液体存储起来，晚上再将其还原成热能来发电。该技术目前是世界首创，已被澳大利亚环保遗产部国际气候变化司列为重点发展技术项目。
⑵研制高性能低成本的太阳能发电系统。2008年11月，有关媒体报道，在以色列内盖夫沙漠，一支由以色列和美国相关人员共同组成的专业团队，建立了一个大型的太阳能技术试验工厂。其设计目的，是为了大幅度削减来自太阳能源的成本。基地使用一个太阳能领域的巨大镜子，来反射太阳光线，并通过吸收装置，进行大规模的太阳能热发电。
有过太阳能工厂建造经历的奥克兰称：这个新实验的产品是“世界上性能最高且成本最低的太阳能发电系统。”
以色列鲁兹阿二有限公司和其美国母公司光明来源（Brightsource）能源公司，计划使用以色列的太阳能发电新产品，来测试一项新技术。这项新技术，将用于他们正在建造的，加州公用事业太平洋天然气和电力公司的三个新太阳能工厂。
新技术使用计算机制导的平面镜来跟踪太阳光，计划把光线聚焦到60米高大楼顶面的一个锅炉上。锅炉内的水变成蒸汽，使涡轮机生产电力。蒸汽然后被回收，自然冷却成水，这样可以再利用，因为水资源在以色列是宝贵的。
由于化石燃料越来越昂贵，太阳能电力被认为是一个清洁的、可再生的电力来源，但太阳光线的利用目前也很昂贵，而且往往效率不高。光明来源（Brightsource）能源公司的首席执行官约翰伍拉德估计，这项新技术可以降低太阳能发电的相关成本30%到50％。虽然该技术并不是一个新的想法，“但是在这之前，没有人把这些想法正确的拼凑到一起，”他说。“该技术采用的反光镜和太阳跟踪技术改善了以往的设计。”
⑶研制新式太阳能热光伏发电系统。2014年1月，美国麻省理工学院机械工程学副教授伊夫林·王等人领导的一个研究小组，在《自然·纳米技术》杂志上发表研究成果称，他们研制出一套新式的太阳能热光伏发电系统，该系统内的一个高温材料发出的热，会被光伏电池收集起来。因此，新系统不仅能利用更多太阳光，也有望使存储太阳能变得更容易。
伊夫林·王解释说，传统的硅基太阳能电池“无法利用所有光子”，因为要想把一个光子的能量变成电能，要求光子的能级与光伏材料带隙的能级相匹配，尽管硅的带隙与很多波长的光匹配，但也有很多不匹配。
为解决这一问题，他们在太阳光和光伏电池之间，插入了一个两层的吸收—释放设备。该设备由碳纳米管和光子晶体等组成。该设备的外层直面太阳光，是一排多壁的碳纳米管，它能有效吸收太阳光并将其转化为热，当这种热将其紧紧依附的光子晶体加热时，光子晶体会“发出”光，这种光的最高密度几乎与光伏电池的带隙相吻合，这就确保被吸收器收集的大部分能量能转化为电。
传统硅基光伏电池，存在能源转化效率方面的理论限制(肖克利—奎伊瑟极限)，其光电转化效率最高为33.7%。而几年前兴起的这种太阳能热光伏发电系统“可以显著提高效率，最理想的情况可能超过80%”。
但这一理念在实验过程中遇到了很多障碍，此前的太阳能热光伏发电设备的转化效率还不足1%，最新太阳能热光伏发电设备的转化效率为3.2%。研究人员表示，随着研究的进一步进行，有可能达到20%，届时就能进行商业化生产了。
由于这套系统的吸收—释放设备依靠高温来运行，其尺寸非常关键：物体越大，表面积与体积的比值越小，因此，尺寸越大，其热损失下降越快。这次测试在一块1厘米的芯片上进行，以后将在10厘米的芯片上进行。
⑷开发出太阳能“超临界”蒸汽发电技术。2014年6月，有关媒体报道，对于太阳能来说，实现“超临界”蒸汽是一重大突破，意味着将来可以驱动世界上最先进的发电厂，而目前的电厂多依靠煤炭或天然气发电。现在，澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源总监亚历克斯博士领导的一个研究小组，利用太阳能实现加压的“超临界”蒸汽，使蒸汽温度达到了有史以来的最高值。这一重大技术成就，使太阳热能驱动电厂的成本竞争力，可与化石燃料相抗衡。
亚历克斯说：“这是改变可再生能源产业游戏规则的里程碑。仿佛超越音障，这一步的变化，证明了太阳能具有与化石燃料来源的峰值性能，进行竞争的潜力。”他还说：“目前澳大利亚电力，大约90%使用化石燃料产生，仅有少数发电站基于更先进的‘超临界’蒸汽。这一突破性研究表明，未来的发电厂利用自由的、零排放的太阳能资源可达到同样的效果。”
据报道，这个给太阳能发电带来突破进展的示范项目，利用太阳能辐射加热使水加压，“超临界”太阳能蒸汽，每单位面积达到23.5兆帕压力，温度高达570℃。该中心包括两个太阳能光热试验电厂，拥有超过600面定日镜，直接朝向覆以太阳能接收器和涡轮机的两座集热塔。
当前，世界各地的商用太阳能热电厂，利用亚临界蒸汽，温度类似但在较低的压力下运行。如果这些电厂能够达到超临界蒸汽的状态，将会有助于提高效率，并降低太阳能发电的成本。
三、风能开发利用的新成果
1．研制风力发电机的新进展
⑴研制可大幅降低风力发电成本的新式风机转子。2005年12月，乌克兰媒体报道，乌克兰国家科学院流体力学所的学者，研制出一种能使发电成本降低2/3到3/4的新型风力电机转子。
报道说，这种转子，具有两倍于其类似结构的转子的风流利用率。装上这种转子的风力电机，发电成本，可比乌克兰航天工业龙头老大，“南方机械厂”研制和生产的标准风机，便宜2/3到3/4。该所研究员卡扬副博士将安装这种转子的风机，与德国率先在世界上投入使用的5兆瓦风机作了比较：后者塔高126米、塔基直径12米、桨叶长61米，耸立在离岸200米的45米深海水中，价钱自然也高得惊人——500万欧元，而同样装机容量的前者“个头”将小得多，价钱至少可以便宜2/3到3/4。
此外，这种高效转子结构简单，能“在任何来风速度条件下”稳速转动，可以安装在陆上和海边的任何地区。卡扬称，它采用的是早就已知但至今未获实用的纵轴结构，只不过附设了一种他们研制的桨叶转动控制机构，使桨叶成为具有“海豚鳍发动机”性能的“振动桨叶”，这是它与桨叶固定的标准转子相比最大的不同点。该所学者，正是在研究鳍振动规律的基础上，研制出具有上述风能利用率的实验转子。
但令乌克兰学者深感遗憾的是，尽管这种高效转子的实验结果，一个月前在德国奥登堡举行的一次欧共体学术研讨会上公布了，并得到丹麦、瑞典、法国、德国等的学者的赞赏，但乌国内至今没有人表示愿意出资造样机，而没有样机也就无法再前进一步。
⑵研制出小型移动式风力发电机。2006年3月，莫斯科热力工程研究所，研制出小型移动式风力发电系统，能装在一个集装箱内，用汽车装载或直升机悬挂运至急需供电的地点，然后打开集装箱顶盖，拉出风力机的风车后，其折叠的叶片能在一种水平传感器的指引下，依风向自动展开、旋转，旋转的圆周半径约7.5米。它能带动发电机持续发电，功率为30千瓦时，可满足一个小村庄的日常用电。
据专家介绍，这种发电系统的风力机可在风速达到每秒5米时开始运转，并经得住每秒25米的大风。如维护得当，风力机的风车能连续旋转25年。此外，在风力微弱时，发电系统自带的柴油机可与风力机一同带动发电机运转。如果风完全停歇，柴油机还能在一段时间内单独带动发电机。
⑶开发风筝发电机。2006年10月，有关媒体报道，意大利研究人员，正在开发和推广一种新型的风筝风力发电机。粗粗看去，它就像院子中晾衣服架子，没有什么特别吸引人的地方，但是它在发电方面的性价比，可以与许多新能源相媲美。
风筝风力发电机的工作原理并不复杂：风筝在风力作用下，带动固定在地面的旋转木马式的转盘，转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言，转盘都会放开一对高阻电缆，控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型，而是类似于风筝牵引冲浪的类型，它重量轻，抵抗力超强，可升至2000米的高空。
⑷发明利用高空风力发电的气球发电机。2007年4月，加拿大安大略湖的马根电力公司，开创独创性的发电方式，开发一种气球似的机器，可以在300米的空中利用风来发电。这种电线系着的涡轮机，比传统的塔式涡轮机便宜，且在如此高的空中更能利用风能，甚至在地面上没什么大风的地区都能使用。
该公司想建造10千瓦的气球发电机，以便为印度、中国、巴基斯坦和非洲国家的一些偏远乡村，提供其他电力资源。公司的首席执行官麦克·布朗说：“我想我们将是联合解决方案中的一部分，部分柴油机、部分电池和部分风能。”
这种发电系统，看起来像一种软式飞艇，只是它不会自由飞行。它被电线系住，从地面升到最高处，在它中心处装有大风扇，可以随风转动。旋转的机械能经过其两端的发电机，转化成电能，电流通过系着的电线传送到地面，再输送给变压器，然后直接给电池充电或输入电力网中。
至于它的维护，工人压一下基地绞盘上的一个按钮，就能让气球降落到地面。布朗设想，每一个气球能产生10千瓦电。此电力足可以让乡村的各家各户点亮一二个小灯泡，驱动一二个抽水机，甚至还有当地学校的电视和录像机以及医院的冰箱。
对于不通电的乡村来说，这是基本需求。此系统的年服务费为原价的10%左右。机器与服务合同的费用，将由政府或世界援助组织来支付。目前全球还有20亿人没有通电，另外还有10亿人通电时间一天不到10小时。显然，这很需要。美国专家表示，该“气球”发电系统提供了创新解决办法。不过，此系统并非尽善尽美，高度太高意味着涡轮机得应付低空飞行的飞机，同时也更容易被紫外线和大气粒子损害。紫外，高处的风可能还太大了。
布朗和他公司正在另外筹备250万美元，来完成此涡轮机的样品开发，期望在资金到位后的9个月内开发出样品来。
⑸发明可降低成本的垂直轴风力发电机。2009年8月，南非媒体报道，南非瓦尔理工大学创新中心主任扬·约斯特教授领导的一个研究小组，最近发明了一种新型结构的垂直轴风力发电机。约斯特称，此项发明将会大大降低风力发电的成本，水平轴风力发电机将逐渐被垂直轴风力发电机取代。
目前，常见的风力发电机是水平轴风力发电机，即叶片在风驱动下绕着水平轴旋转；而垂直轴风力发电机，顾名思义，它的叶片是垂直设置的，这些叶片环绕着一根同样垂直的轴旋转。
约斯特介绍说，与一般的垂直轴风力发电机只含有一层叶片不同，他发明的垂直轴风力发电机由相互交错的上、中、下三层垂直叶片组成。由于多了两层叶片，其截留风能的面积增加了200%，而风机发电能力与截风面积成正比。
同时，与一般垂直轴风力发电机不同，他的新型设计使叶片持续在强风中旋转，可以截获更多的能量，此举将使发电能力提高200%。
根据理论计算，这种新型结构发电机，将使其发电功率，比一般垂直轴风力发电机提高400%。风洞试验的初步结果也支持这一推论。
约斯特说，与水平轴风力发电机相比，垂直轴发电机的叶片对材料没有苛刻的要求，更容易制造，而且易于实现自动化生产。
目前，设备制造、安装等前期投入，占了风力发电成本的70%，如果将前期投入降低60%，将使风力发电的成本下降42%。这样，即使没有政策补贴，风力发电也会是一个明智的选择。
约斯特表示，他们将在两年内让100千瓦的垂直轴风力发电机投入运转，并在5年内完成1000千瓦垂直轴风力发电机的研制。
⑹把风力发电机看作“石油更替机”。2009年8月，有关媒体报道，位于北欧的丹麦一直致力于建立一个摆脱石油依赖，建立以清洁能源和可再生能源为主的国家。近几年来，对石油依赖度并不高的丹麦大力发展风电产业，重视风电产业的高科技研发及市场调研，并积极开展国际合作，为节能减排、阻止全球气候变暖作出了一定贡献。
丹麦人对码头和田间白色高大的现代风车很是自豪，形象地称那些巨大的风力发电机为“石油更替机”。经过近些年的投入发展，这个仅有500多万人口的小国，现已成为全球风电产业较为成熟的国家之一。
提高可再生能源的生产能力，一直是丹麦政府不懈追求的目标。2007年初，丹麦政府公布了新的国家能源战略计划，欲将可再生能源占全国能源消耗总量的比例，从当时的21％提高到2025年的30％，并强调届时丹麦将风力发电机的装机总容量，从当时的３千兆瓦翻番提高到６千兆瓦。计划主要通过改善可再生能源的政策条件，提高能源利用率以及加大在研发上的投入等手段，来逐渐摆脱对矿物燃料的依赖。这一计划不仅树立了丹麦在环保节能方面的良好形象，也增强了投资者对丹麦风电市场的信心。
欧盟曾预言，到2020年，全球20％的能源将来自可再生能源；而丹麦风电专家则预测，到2020年，全球能源消耗的10％将来自风电能源，尽管目前这个比例仅占能源消耗总量的１％。要实现欧盟的预言，全球风力发电机的装机总容量，将从2006年的7.5万兆瓦增加到2020年的100万兆瓦，年均增速达20％。丹麦能源局的一项调查显示，丹麦2008年风电产量比上一年增长了近22％，2009年依然呈增长势头。
2．建造风力发电站的新成果
⑴建造飞在天上的风力发电站。2005年9月，《大众科学》报道，澳大利亚悉尼技术大学的工程师布赖恩•罗伯茨，与另外3位工程师组成的一个研究小组，把风力发电机放飞到空中，而不是安装在地面。因为在5000米～15000米同温层以下的高空，有风速为每小时320公里左右的急流，如果风车能在这一高度发电，估计风车实际发电量与其全速转动发电量之比，即发电效率将达到80％－90％。目前，他们在美国加州圣地亚哥，创办了“天空风能公司”，以实践这个异想天开的发明。
高油价的时代已经来临，人们从开始的恐慌渐渐转为平静，由最初的期待油价回落转为积极寻找替代能源。风能是现在世界上发展最快的能源，据目前装机容量达到了5000万千瓦，大约相当于50个核电站。但这种无污染能源的利用也还面临不少问题。比如它会产生噪音，旋转的叶轮机，会干扰电视信号接收，而在没有风的时候，这些风车就显得大煞风景了。由于风力不够稳定，据统计，风车的发电效率很少能高于三成，而如果风刮得过大像台风和龙卷风什么的，结果就更惨了，风车往往会过早夭折。
风车发电最主要的影响因素有两个：空气密度和风速。发电功率与空气密度、风速的立方成正比，可见风速对发电能力的影响十分明显。风力发电受地形限制很大，一般建在向风的高地、广阔的平原和海岸线附近，而不能在背风的山上。另外，由于地面的风力不够稳定、也不够强，即使设计的发电能量很大，但风车难以快速旋转也是徒然。
罗伯茨研究小组发明的设备名为“飞行发电机”，它由一个架子和4个螺旋桨组成，根据罗伯茨的设想，飞行发电机将像风筝一样在急流中盘旋。每个螺旋桨直径为40米，完全用碳纤维、铝合金、玻璃纤维等飞机用的材料制造。与地面相连的“风筝线”具有固定发电机和传回电能两个作用，约10厘米粗，内层是导电的铝丝，外层包着极为坚固的纤维。这个飞行发电机约重20吨，起飞的时候，由地面向其供电，使螺旋桨旋转，像直升飞机一样带动整个结构升空，达到预定高度后，倾斜为40度左右，这时候一方面利用风产生的升力维持其高度，一方面利用风力带动螺旋桨发电，把2万伏特的电压传到地面。
罗伯茨估计，这个大风筝如果能放到时速300公里的风域，每个发电机的功率能达2万千瓦，600个飞行发电机升空，就能供应两个芝加哥大小的城市用电（芝加哥正好位于北半球急流附近）。至于成本，以目前281万瓦的设计发电能力、一般美国城市上空80％的风力发电率计算，每度电的成本约合人民币0.12元，绝对比化石燃料便宜。
罗伯茨曾在澳大利亚试验了一种空中发电机，不过当时的设计相对简单，只能在低空试飞。而高空发电机要更复杂：需要计算机控制平衡、GPS定位、恶劣天气与机械故障维护，还要避开闪电或产生电晕带来的损坏。
根据天空风能公司的计划，只要获得了美国联邦航空局的批准，他们将在2年内建造出一个功率为200千瓦的发电机原型，在美国上空进行试验。罗伯茨说：“我们现在已经完成了设计、大小、重量、成本等所有相关工作，只需要400万美元来生产出原型。”
⑵建造用巨型风筝捕获高空风能的梯形电站。2008年8月，英国《卫报》报道，荷兰代尔夫特工业大学，可持续能源工程教授和前宇航员乌波·欧克斯领导的一个研究小组，把一只面积为10平方米的风筝，放入高空，另一端拴在一个发电机上。并成功从风中捕获能源，产生了10千瓦的电力，可以满足10户家人使用。
研究人员已经计划试验他们制造的，一个能产生50千瓦电流的更大的风筝，被称作“梯形电站”，最终他们将建一个由众多风筝组成的，能产生10万千瓦电流的梯形电站，产生的能量足够10万个用户使用。
欧克斯相信，风筝是从距离地面1公里或更高的高空，捕获很多能量的一种比较廉价的方法，高空风能比地面的风能高出数百倍。他说：“我们必须利用自然为我们提供的所有能量，我们需要多种收集方法，其中利用风筝产电的方法非常具有吸引力。”
欧克斯并不是唯一一个进行这项研究的人。美国加利福尼亚州网络搜索公司，谷歌非营利组织，去年在美国风筝公司马克尼投资1000万美元。马克尼公司是第一家，因为生产的可更新能源比煤炭发电更便宜，而获得谷歌奖金的公司。这两个研究小组的目的都是发掘高空风能，高空风能比涡轮机通常依靠的地面风能更丰富可靠。斯坦福大学卡内基研究所的气候科学家肯·卡尔代拉已经估计出，风中包含的总能量是地球上的人所需总能量的100倍。但是大部分风能都位于高空。
现代商业风车的叶片，耸立在距离地面大约80米的高空，这里的风速大约是每秒5米。然而在800米的高空，风速上升到每秒7米，因此能产生更大能量。事实上，要制造一个可以利用800米高空的风能的涡轮机根本就不可能，但是风筝很容易就能达到这个高度。英国、荷兰、爱尔兰和丹麦等都适合采用风筝发电。英国苏塞克斯大学的阿里斯特尔·弗雷，研发了能将风筝产生的能量最大化的电脑控制方法。
风筝通过拉与地面上的发电机连接在一起的绳子产生能量。当它到达最大高度时，风筝会重新返回原来位置，不断重复上升和下降动作。弗雷通过电脑控制，已经解决了风筝呈“8”字形飞行的模式，“8”字形飞行模式意味着风筝上方的空气流动速度比周围的风速更大。当一只风筝需要收线时，它将与地面呈一定角度飞行，这时它就像一架滑翔机，不需要多少动力就能运行。据欧克斯估计，风筝产生的能量的成本不超过4便士每千瓦时，这种方法能与煤炭发电相提并论，比风轮机发电的成本少一半。
⑶建成世界首个漂浮式风力发电站。
2009年9月8日，物理学家组织网报道，挪威国家石油海德罗公司当日宣布，世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式建成启用。
据介绍，这个风力发电站的发电机，高65米，重达5300吨，位于挪威西南部海岸附近卡莫伊岛10公里处。该发电机设置在一个浮台上，浮台通过三根缆线与海底固定，里面放入水和岩石当作压舱物。挪威国家石油海德罗公司，计划在未来两年，对该发电机进行测试，然后寻求与国际伙伴合作，建造更多的漂浮式风力发电机。
该公司将日本、韩国、美国加州及东海岸和西班牙视为潜力市场，希望把这项新技术出口至上述地区。该风力发电机，可用于水深120米至700米的海域，而且，相比于当前的固定式风力发电机，还可以放置到离岸更远的地方。
挪威国家石油海德罗公司的安妮·林克在接受采访时表示，漂浮式风力发电机，具有很多了不起的优势。她说：“从岸边几乎看不到它的存在，可以放置到别人不用的地方。我们可以在一些国家使用这种风力发电机，比如岸边水特别深的国家，或是没有建造地面风力发动机空间的国家。”
该风力发电机的发电量为2300千瓦，项目总投资6600万美元，造价远远高于固定式风力发电机。斯特罗曼·林克说：“我们的目标是把漂浮式风力发电机的造价，降至固定式风力发电机的水平。”法国德克尼普公司和德国西门子公司，都参与了这个风力发电机项目。
