記者/楊靜

科技創(chuàng)新，精彩無限。近年來，從“嫦娥”攬月到“羲和”逐日，從“天和”遨游星辰到“慧眼”探索宇宙奧秘，一項項創(chuàng)新成果，匯聚起了科技強(qiáng)國的澎湃力量，也凝結(jié)為獻(xiàn)禮二十大激揚(yáng)樂章中的最強(qiáng)音。偉大科技成就的取得，離不開背后一代代科技工作者們的苦心孤詣砥礪前行。內(nèi)蒙古科技大學(xué)物理學(xué)教授、包頭市杰華太陽能研究所所長、中國能源學(xué)會常務(wù)理事李杰吾，就是這樣一位畢生致力于以科技創(chuàng)新推動強(qiáng)國建設(shè)的科研工作者。

作為革命烈士之后，愛國為民的紅色精神奠定了李杰吾的人生底色，也成為他此生不變的追求。1982 年起，李杰吾就投身光伏發(fā)電這一事關(guān)國計民生的前沿領(lǐng)域，孜孜不倦于技術(shù)攻關(guān)，三十多年磨一劍，終于在2020 年破解了光伏發(fā)電降本增效這一世界性的難題，為我國能源改革事業(yè)增添了強(qiáng)勁動力，也為中國躋身世界科技強(qiáng)國行列提供新引擎。

道阻且長 精益求精

2018年12月，“微聚光光伏系統(tǒng)”正式被列入包頭市“重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和科技成果轉(zhuǎn)化項目”，這意味著李杰吾“實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，造福于國家和人民”的理想終于開始落地。此后的2020 年5 月與2021 年7 月，在李杰吾主導(dǎo)下，內(nèi)蒙古包頭與湖南新化建成3KW 與4KW的微聚光光伏發(fā)電機(jī)。實踐證明，李杰吾研發(fā)的微聚光光伏發(fā)電機(jī)，在對抗大風(fēng)、嚴(yán)寒等各種極端天氣的同時，能夠做到長期免維護(hù)持續(xù)360 度準(zhǔn)確對準(zhǔn)太陽，可將當(dāng)前各種高效光伏大組件的年發(fā)電量提高50%～70%。大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的情況下，聚光跟蹤主件的成本可降至0.7 元/W 以內(nèi)。“建造同功率的光伏電站，聚光跟蹤式不僅所需光伏組件少，而且每年的發(fā)電量能夠高過以最佳角度架設(shè)的固定式35%左右，可使光伏電力成本大幅下降”，李杰吾進(jìn)一步解釋道。

李杰吾

誠如李杰吾所言，微聚光光伏系統(tǒng)在光伏發(fā)電降本增效方面的突破令人驚嘆，2021 年，光伏專委會趙玉文與王斯成兩位專家曾極力建議李杰吾將該項目申報國家“顛覆性技術(shù)項目”，“用一套驅(qū)動就能實現(xiàn)雙軸高精度跟蹤，而且能夠達(dá)到超高可靠性，創(chuàng)新點(diǎn)非常多，這套技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用后，無疑會把我們國家的光伏應(yīng)用水平推向新高度”，王斯成如是評價。

雖然李杰吾的聚光跟蹤光伏系統(tǒng)以其獨(dú)創(chuàng)性引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)潮，但其實通過聚光跟蹤技術(shù)來降低光伏系統(tǒng)成本的想法并非他首提。早在1979 年的美國亞特蘭大世界太陽能大會上，就有人提出這一思路，但遺憾的是，以這一思路為主導(dǎo)建成的高倍聚光光伏電站不但沒有實現(xiàn)降低成本的目的，反而比固定式光伏電站成本高兩三倍。

1982 年，包頭建成一家太陽能電源廠，但成本高達(dá)72 元/瓦。這件事引起李杰吾的注意，讓他萌生了投身太陽能科學(xué)研究的念頭，并進(jìn)一步確立了“讓太陽能發(fā)電成本降到火力發(fā)電水平”的奮斗目標(biāo)。值得一提的是，當(dāng)時的他，正在包頭一所大專教授物理課程，而在這之前的1979 年，他曾以優(yōu)異成績與深入研究15 年寫成的長篇論文《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，卻因為錄取通知書被當(dāng)?shù)亟逃块T扣留而延誤了入學(xué)。

愿景變?yōu)楝F(xiàn)實從未有坦途，然志者總在全力以赴。經(jīng)過一年的周密籌備，1983 年，李杰吾與同事組成聚光跟蹤光伏課題組，全身心投入到聚光光伏系統(tǒng)的研發(fā)中。其間雖然取得不少成果，多次斬獲國家級榮譽(yù)，甚至還在1997 年被美國一家雜志評選為當(dāng)年的“世界科學(xué)名人”，但李杰吾始終認(rèn)為離自己“讓太陽能發(fā)電成本降到火力發(fā)電水平”的奮斗目標(biāo)還有距離。也正是出于這一考量，1990 年到1995 年期間，李杰吾甚至兩次拒絕了國家撥款千萬元科研資金，“政府建議讓我?guī)ь^實施國家級火炬計劃生產(chǎn)推廣聚光光伏系統(tǒng)，但在我看來，當(dāng)時自動跟蹤的可靠性與光伏組件的散熱問題解決的并不理想，所以就謝絕了國家的巨額經(jīng)費(fèi)，先踏踏實實一步一個腳印解決技術(shù)難題才是最重要的”。

初心如磐 篤行致遠(yuǎn)

謝絕國家千萬元撥款后，2001 年，李杰吾從內(nèi)蒙古科技大學(xué)正式退休。但對他而言，退休不過意味著將實驗室從學(xué)校搬回家里，科研的腳步并沒有任何停滯。甚至為了更好的開展業(yè)務(wù)，他自籌資金成立了包頭市杰華太陽能研究所，并賣掉北京的房子作為科研經(jīng)費(fèi)，繼續(xù)探索大幅度降低光伏發(fā)電成本的新技術(shù)。

以前期多年的研發(fā)為基礎(chǔ)，再綜合世界其他國家在光伏發(fā)電課題領(lǐng)域遭遇的瓶頸，李杰吾的靶向目標(biāo)逐漸清晰：研發(fā)一種可靠而低成本的二維自動跟蹤系統(tǒng)以及在十級大風(fēng)下仍能運(yùn)行且不需要散熱的非對稱聚光系統(tǒng)。此后八年間，以這一目標(biāo)為導(dǎo)向，李杰吾相繼研制出五種樣機(jī)，攻克四項核心技術(shù)，終于在2008 年年底成功研制“非對稱聚光跟蹤光伏系統(tǒng)”。經(jīng)檢測，新系統(tǒng)的發(fā)電能力可比固定光伏系統(tǒng)提升一倍，而產(chǎn)業(yè)化成本則降低20%以上，2010 年，“非對稱聚光跟蹤光伏系統(tǒng)”通過國家發(fā)明專利審批。

解決了單電機(jī)、單電控實現(xiàn)雙軸同步跟蹤后，李杰吾帶領(lǐng)科研團(tuán)隊進(jìn)一步加快從理論到技術(shù)的全面攻關(guān)。2015 至2017 年，他們將石英鐘時控變?yōu)橥叫l(wèi)星原子鐘的精密時控，基本消除了跟蹤積累誤差；2018 至2019 年，又達(dá)成整機(jī)在全球十級風(fēng)以下地區(qū)仍保持準(zhǔn)確跟蹤運(yùn)行的創(chuàng)舉，實現(xiàn)停電期間自動復(fù)位；2018 年，他在太陽能學(xué)報發(fā)表《主動對日雙軸跟蹤物理理論》，用一個與客觀規(guī)律完全吻合的方程取代了舊天文學(xué)假想天球下的五個方程，科學(xué)且簡潔的解決了長期準(zhǔn)確正對太陽的世界難題。

因為首次做到光伏組件每日360 度數(shù)年持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并精準(zhǔn)指向太陽，李杰吾研發(fā)的新系統(tǒng)被命名為“定日光伏發(fā)電機(jī)”。值得一提的是，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，由于該系統(tǒng)屬于高精度雙軸跟蹤器，如果用于高倍聚光光伏系統(tǒng)，將能更好的發(fā)揮其高精度、高可靠、低成本優(yōu)勢，有望使高倍聚光光伏產(chǎn)業(yè)重獲新生。

十八大以來，習(xí)總書記多次強(qiáng)調(diào)，“要把促進(jìn)新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置，積極有序發(fā)展光能源、硅能源、氫能源、可再生能源”。在這一理念的推動下，李杰吾在太陽能聚光跟蹤領(lǐng)域一系列科研成果的價值更加凸顯。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)外許多大中型企業(yè)，如隆基、大唐、太原重工、保定英利以及中廣核等都對李杰吾的科研成果表現(xiàn)出濃厚興趣，隨著技術(shù)優(yōu)勢的逐一落地，李杰吾推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)降本增效的人生理想終將落地開花。

從縷縷青絲到滿頭白發(fā)，近半個世紀(jì)的時間里，李杰吾全力以赴向著為光伏電力降本造夢的人生理想邁進(jìn)。物有甘苦，嘗之者識；道有夷險，履之者知。從李杰吾的科研人生中，我們看到的是老一輩科研人員的精神風(fēng)骨與責(zé)任擔(dān)當(dāng)，而這，恰是中華民族實現(xiàn)偉大復(fù)興的歷史進(jìn)程中最內(nèi)核的驅(qū)動力。