內(nèi)蒙古科技大學(xué)的七旬退休教授李杰吾，利用30年時間，投資百萬元，研發(fā)出了可以追蹤陽光的光伏發(fā)電系統(tǒng)，解決了“世界難題”。這個曾經(jīng)是清華大學(xué)物理系研究生的“發(fā)明狂人”，甚至被美國雜志評為“世界科學(xué)名人”。新的發(fā)明引來了企業(yè)關(guān)注，但李杰吾說要“保護好專利技術(shù)”，因為在他眼里，“人老了，還能為國家做點事也不白活”。

利用網(wǎng)上專利檢索，可以查看到一種“非對稱聚光跟蹤光伏系統(tǒng)”的發(fā)明專利（專利號：200910002758.8），其簡介為：本發(fā)明采用主軸指北極星及單電機驅(qū)動的二維自動跟蹤裝置，確保聚光太陽電池組件數(shù)年如一日時時刻刻正對著太陽，大大提高了發(fā)電能力，因而能大幅度降低太陽能發(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“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號街坊3棟樓前的一片空地上，一個由2塊太陽能電池板和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)生的電能不僅能滿足自己家庭日常生活所需，還能與全市電網(wǎng)并網(wǎng)，將過剩的電能源源不斷地輸送出去。

這個光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然看似簡單，卻擁有四項核心技術(shù)，是世界最為先進的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，不經(jīng)過李教授的講解，不懂的人很難感受到它的奇妙之處。“我敢非?？隙ǖ剡@樣說，這么多年來，以我對美國等世界其他國家太陽能發(fā)展的了解，我的發(fā)明解決了他們一直都沒有解決的難題。”李教授自信地說，其中最值得他驕傲的就是光伏發(fā)電系統(tǒng)上的非對稱聚光裝置，不僅可以將鏡面反射的陽光100%均勻地鋪灑在太陽能電池上，更神奇的是可以實現(xiàn)對陽光的自動跟蹤，通過天文物理學(xué)原理，這個裝置能不斷變換角度以確保最大限度地接受太陽光照。而每一個鏡面及太陽能電池的大小、角度都是經(jīng)過精確計算，容不得有絲毫差錯。“世界上還沒有國家像我這樣搞，所有的計算公式都是我自己研究的。”李教授告訴記者，過去，很多國家也嘗試通過跟蹤陽光提高利用率，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稱式的二倍聚光光伏系統(tǒng)因為成本過高，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)成功地將這些問題徹底解決。

為了研究對比，李杰吾教授還在自家陽臺上安裝了一個固定式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間的測試比對與分析，發(fā)現(xiàn)非對稱聚光跟蹤系統(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。為了研制這個系統(tǒng)，李教授花了30年時間，耗費上百萬元。經(jīng)過整整一年的測試，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。”成功后的李教授回憶起整個過程仍不免感嘆。

曾被美國雜志

評為“世界科學(xué)名人”

走進李教授的家中，客廳窗戶下方的一張床和一個工作臺引人注目，而臥室卻成了他的倉庫，各種機器設(shè)備、零部件堆滿整個屋子，完全像一個小型工廠，而家中的另一間臥室則擺放滿了各種書籍，30年來，他一邊在書中汲取知識，一邊親自動手實踐，沉浸在科學(xué)世界的探索之中，每一點進步都能帶給他莫大的快樂。

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)自動化專業(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)第一年就在全國重點期刊《物理通報》發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。1979年，李杰吾以優(yōu)異的成績與深入研究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。但錄取通知書被當(dāng)?shù)亟逃块T扣了一年之后才送到他手中。“其實，我完全可以等拿到通知書再回來，因為當(dāng)時有人告訴基本上已經(jīng)被錄取了。”李教授回憶說，與此同時，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，就這樣與清華大學(xué)失之交臂。

1982年，我市有了一家太陽能電源廠，但成本極高時，李杰吾就產(chǎn)生了致力于太陽能科學(xué)研究的想法。經(jīng)過一年的籌備，1983年李教授和另一名同伴組成聚光跟蹤光伏課題組，開始潛心研究。其間雖然取得不少進步，獲得諸多國家級榮譽，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”，但李杰吾認為離自己“讓太陽能發(fā)電成本降到火力發(fā)電水平”的奮斗目標(biāo)還有很遠。2001年，當(dāng)他將“聚光跟蹤太陽發(fā)電機”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，直到今年他徹底滿意了才讓他的成果展現(xiàn)在世人面前。

兩家國內(nèi)企業(yè)正在洽談

西門子等予以特別關(guān)注

李教授告訴記者，一項發(fā)明只有能產(chǎn)生效益才能真正體現(xiàn)出其價值，而目前，我國火力發(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。“太陽能源源不斷，又不會產(chǎn)生污染，只要成本降下來，自然會有市場。”李教授說。

而他的發(fā)明所采用的四項核心技術(shù)中，除非對稱聚光裝置外，其他三項單機帶動的二維全自動跟蹤裝置、電動機轉(zhuǎn)動角度的精密控制裝置和全球可調(diào)固定機架都在一定程度上降低了制造成本。“我有完整的設(shè)計、制造圖紙，如果實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，一臺發(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元計算，只要6年就能收回成本。”李教授認為光伏發(fā)電與火力競爭的時代已快到來。“現(xiàn)在太陽能電池已經(jīng)非常普及，我國的生產(chǎn)量居世界第一，光伏發(fā)電的價格也由30年前的每瓦70塊錢降到現(xiàn)在4塊多錢，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，再加上國家為扶持清潔能源給予每度電4毛2的補貼，光伏發(fā)電的價格基本可以與火力發(fā)電的持平。”目前，已經(jīng)有國內(nèi)的兩家企業(yè)看中了李教授的發(fā)明，正在與其洽談，這也引起了美國霍尼韋爾公司、德國西門子公司等企業(yè)的特別關(guān)注。

讓自己的發(fā)明實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，造福于國家和人民，這也正是李杰吾所力爭想實現(xiàn)的，但同時讓他擔(dān)心的是，30年來，他深知其中的艱辛和不易，一臺小小的光伏發(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)、機械制圖等七八個門類，因此為了保護好專利技術(shù)，與企業(yè)尤其是國外企業(yè)的合作非常謹慎。“人老了，還能為國家做點事也不白活。”李教授說，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)生開展科學(xué)知識講座，傳授著自己畢生所學(xué)和對科學(xué)世界孜孜不倦的探索精神。