內(nèi)蒙古科技大學(xué)的七旬退休教授李杰吾，利用30年時(shí)間，投資百萬(wàn)元，研發(fā)出了可以追蹤陽(yáng)光的光伏發(fā)電系統(tǒng)，解決了“世界難題”。這個(gè)曾經(jīng)是清華大學(xué)物理系研究生的“發(fā)明狂人”，甚至被美國(guó)雜志評(píng)為“世界科學(xué)名人”。新的發(fā)明引來(lái)了企業(yè)關(guān)注，但李杰吾說(shuō)要“保護(hù)好專(zhuān)利技術(shù)”，因?yàn)樵谒劾铮?ldquo;人老了，還能為國(guó)家做點(diǎn)事也不白活”。

利用網(wǎng)上專(zhuān)利檢索，可以查看到一種“非對(duì)稱(chēng)聚光跟蹤光伏系統(tǒng)”的發(fā)明專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)：200910002758.8），其簡(jiǎn)介為：本發(fā)明采用主軸指北極星及單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的二維自動(dòng)跟蹤裝置，確保聚光太陽(yáng)電池組件數(shù)年如一日時(shí)時(shí)刻刻正對(duì)著太陽(yáng)，大大提高了發(fā)電能力，因而能大幅度降低太陽(yáng)能發(fā)電成本。雖然是短短幾十字，卻涵蓋了發(fā)明者李杰吾教授30年的心血，原本為內(nèi)蒙古科技大學(xué)教授的他通過(guò)“向日葵式”聚光光伏系統(tǒng)破解了降本和增效這一光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的世界難題。

七旬退休教授

解決“世界發(fā)電難題”

在青年路14號(hào)街坊3棟樓前的一片空地上，一個(gè)由2塊太陽(yáng)能電池板和6塊普通鏡面組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)格外顯眼，它的發(fā)明者正是居住在這棟樓里的李杰吾。這一發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能不僅能滿(mǎn)足自己家庭日常生活所需，還能與全市電網(wǎng)并網(wǎng)，將過(guò)剩的電能源源不斷地輸送出去。

這個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然看似簡(jiǎn)單，卻擁有四項(xiàng)核心技術(shù)，是世界最為先進(jìn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，不經(jīng)過(guò)李教授的講解，不懂的人很難感受到它的奇妙之處。“我敢非常肯定地這樣說(shuō)，這么多年來(lái)，以我對(duì)美國(guó)等世界其他國(guó)家太陽(yáng)能發(fā)展的了解，我的發(fā)明解決了他們一直都沒(méi)有解決的難題。”李教授自信地說(shuō)，其中最值得他驕傲的就是光伏發(fā)電系統(tǒng)上的非對(duì)稱(chēng)聚光裝置，不僅可以將鏡面反射的陽(yáng)光100%均勻地鋪灑在太陽(yáng)能電池上，更神奇的是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)光的自動(dòng)跟蹤，通過(guò)天文物理學(xué)原理，這個(gè)裝置能不斷變換角度以確保最大限度地接受太陽(yáng)光照。而每一個(gè)鏡面及太陽(yáng)能電池的大小、角度都是經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，容不得有絲毫差錯(cuò)。“世界上還沒(méi)有國(guó)家像我這樣搞，所有的計(jì)算公式都是我自己研究的。”李教授告訴記者，過(guò)去，很多國(guó)家也嘗試通過(guò)跟蹤陽(yáng)光提高利用率，最為普遍的就是光電全感式跟蹤，但受天氣影響較大，最終均以失敗告終，而西班牙所研究的對(duì)稱(chēng)式的二倍聚光光伏系統(tǒng)因?yàn)槌杀具^(guò)高，且風(fēng)阻較大很不穩(wěn)定，難以大范圍普及，而他的這套系統(tǒng)成功地將這些問(wèn)題徹底解決。

為了研究對(duì)比，李杰吾教授還在自家陽(yáng)臺(tái)上安裝了一個(gè)固定式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的測(cè)試比對(duì)與分析，發(fā)現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)聚光跟蹤系統(tǒng)比按緯度角固定架設(shè)的光伏發(fā)電系統(tǒng)能多產(chǎn)生2.13倍以上的發(fā)電量。為了研制這個(gè)系統(tǒng)，李教授花了30年時(shí)間，耗費(fèi)上百萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)整整一年的測(cè)試，李教授的這套光伏發(fā)電系統(tǒng)已非常穩(wěn)定，“他們的失敗我都經(jīng)歷過(guò)。”成功后的李教授回憶起整個(gè)過(guò)程仍不免感嘆。

曾被美國(guó)雜志

評(píng)為“世界科學(xué)名人”

走進(jìn)李教授的家中，客廳窗戶(hù)下方的一張床和一個(gè)工作臺(tái)引人注目，而臥室卻成了他的倉(cāng)庫(kù)，各種機(jī)器設(shè)備、零部件堆滿(mǎn)整個(gè)屋子，完全像一個(gè)小型工廠，而家中的另一間臥室則擺放滿(mǎn)了各種書(shū)籍，30年來(lái)，他一邊在書(shū)中汲取知識(shí)，一邊親自動(dòng)手實(shí)踐，沉浸在科學(xué)世界的探索之中，每一點(diǎn)進(jìn)步都能帶給他莫大的快樂(lè)。

今年72歲的李杰吾出生于湖南省新華縣，退休前為我市內(nèi)蒙古科技大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一名教授。1962年從湖南師范大學(xué)物理系畢業(yè)后分配到當(dāng)時(shí)的包頭二十中當(dāng)上了一名高中物理老師。教學(xué)第一年就在全國(guó)重點(diǎn)期刊《物理通報(bào)》發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。1979年，李杰吾以?xún)?yōu)異的成績(jī)與深入研究15年寫(xiě)成的長(zhǎng)篇論文《液體薄膜的力學(xué)規(guī)律與微分幾何》，考取了清華大學(xué)物理系研究生。但錄取通知書(shū)被當(dāng)?shù)亟逃块T(mén)扣了一年之后才送到他手中。“其實(shí)，我完全可以等拿到通知書(shū)再回來(lái)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)有人告訴基本上已經(jīng)被錄取了。”李教授回憶說(shuō)，與此同時(shí)，自己所帶的學(xué)生面臨著考大學(xué)，自己就急忙趕回學(xué)校繼續(xù)教書(shū)，就這樣與清華大學(xué)失之交臂。

1982年，我市有了一家太陽(yáng)能電源廠，但成本極高時(shí)，李杰吾就產(chǎn)生了致力于太陽(yáng)能科學(xué)研究的想法。經(jīng)過(guò)一年的籌備，1983年李教授和另一名同伴組成聚光跟蹤光伏課題組，開(kāi)始潛心研究。其間雖然取得不少進(jìn)步，獲得諸多國(guó)家級(jí)榮譽(yù)，甚至還在1997年被美國(guó)一家雜志評(píng)選為當(dāng)年的“世界科學(xué)名人”，但李杰吾認(rèn)為離自己“讓太陽(yáng)能發(fā)電成本降到火力發(fā)電水平”的奮斗目標(biāo)還有很遠(yuǎn)。2001年，當(dāng)他將“聚光跟蹤太陽(yáng)發(fā)電機(jī)”技術(shù)先后轉(zhuǎn)讓給兩家軍工企業(yè)和一家西藏的公司后，正式從內(nèi)蒙古科技大學(xué)退休，并自籌資金成立了包頭市杰華太陽(yáng)能研究所，繼續(xù)探索大幅度降低光伏發(fā)電成本的新技術(shù)。“我認(rèn)為現(xiàn)在我的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，完全可以大面積普及。”2008年研制成功后，又經(jīng)多次完善、改進(jìn)，直到今年他徹底滿(mǎn)意了才讓他的成果展現(xiàn)在世人面前。

兩家國(guó)內(nèi)企業(yè)正在洽談

西門(mén)子等予以特別關(guān)注

李教授告訴記者，一項(xiàng)發(fā)明只有能產(chǎn)生效益才能真正體現(xiàn)出其價(jià)值，而目前，我國(guó)火力發(fā)電仍為主流，如何能讓光伏發(fā)電普及，關(guān)鍵在于降低成本。“太陽(yáng)能源源不斷，又不會(huì)產(chǎn)生污染，只要成本降下來(lái)，自然會(huì)有市場(chǎng)。”李教授說(shuō)。

而他的發(fā)明所采用的四項(xiàng)核心技術(shù)中，除非對(duì)稱(chēng)聚光裝置外，其他三項(xiàng)單機(jī)帶動(dòng)的二維全自動(dòng)跟蹤裝置、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的精密控制裝置和全球可調(diào)固定機(jī)架都在一定程度上降低了制造成本。“我有完整的設(shè)計(jì)、制造圖紙，如果實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，一臺(tái)發(fā)電系統(tǒng)的成本在4500元左右。年發(fā)電量在1500度，以每度0.5元計(jì)算，只要6年就能收回成本。”李教授認(rèn)為光伏發(fā)電與火力競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代已快到來(lái)。“現(xiàn)在太陽(yáng)能電池已經(jīng)非常普及，我國(guó)的生產(chǎn)量居世界第一，光伏發(fā)電的價(jià)格也由30年前的每瓦70塊錢(qián)降到現(xiàn)在4塊多錢(qián)，火力發(fā)電每度4毛多，光伏發(fā)電折算成每度電的成本是8毛錢(qián)，再加上國(guó)家為扶持清潔能源給予每度電4毛2的補(bǔ)貼，光伏發(fā)電的價(jià)格基本可以與火力發(fā)電的持平。”目前，已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的兩家企業(yè)看中了李教授的發(fā)明，正在與其洽談，這也引起了美國(guó)霍尼韋爾公司、德國(guó)西門(mén)子公司等企業(yè)的特別關(guān)注。

讓自己的發(fā)明實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，造福于國(guó)家和人民，這也正是李杰吾所力爭(zhēng)想實(shí)現(xiàn)的，但同時(shí)讓他擔(dān)心的是，30年來(lái)，他深知其中的艱辛和不易，一臺(tái)小小的光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅要精通物理，還涉及到高等數(shù)學(xué)、天文學(xué)、機(jī)械制圖等七八個(gè)門(mén)類(lèi)，因此為了保護(hù)好專(zhuān)利技術(shù)，與企業(yè)尤其是國(guó)外企業(yè)的合作非常謹(jǐn)慎。“人老了，還能為國(guó)家做點(diǎn)事也不白活。”李教授說(shuō)，現(xiàn)在，雖然早已退休多年，但他除了鉆研自己的發(fā)明創(chuàng)造外，還經(jīng)常受邀義務(wù)為全市各大中小學(xué)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)知識(shí)講座，傳授著自己畢生所學(xué)和對(duì)科學(xué)世界孜孜不倦的探索精神。