《祖国》记者杨静 科技创新，精彩无限。近年来，从“嫦娥”揽月到“羲和”逐日，从“天和”遨游星辰到“慧眼”探索宇宙奥秘，一项项创新成果，汇聚起了科技强国的澎湃力量，也凝结为献礼二十大激扬乐章中的最强音。伟大科技成就的取得，离不开背后一代代科技工作者们的苦心孤诣砥砺前行。内蒙古科技大学物理学教授、包头市杰华太阳能研究所所长、中国能源学会常务理事李杰吾，就是这样一位毕生致力于以科技创新推动强国建设的科研工作者。
作为革命烈士之后，“爱国、为民”的红色精神奠定了李杰吾的人生底色，也成为他此生不变的追求。1982年起，李杰吾就投身光伏发电这一事关国计民生的前沿领域，孜孜不倦于技术攻关，三十多年磨一剑，终于在2020年破解了光伏发电降本增效这一世界性的难题，为我国能源改革事业增添了强劲动力，也为中国跻身世界科技强国行列提供新引擎。 道阻且长 精益求精 2018年12月，“微聚光光伏系统”被正式列入包头市“重点领域关键技术攻关和科技成果转化项目”，这意味着李杰吾“实现产业化生产，造福于国家和人民”的理想终于开始落地。此后的2020年5月与2021年7月，在李杰吾主导下，内蒙古包头与湖南新化建成3KW与4KW的微聚光光伏发电机。实践证明，李杰吾研发的微聚光光伏发电机，在对抗大风、严寒等各种极端天气的同时，能够做到长期免维护持续360度准确对准太阳，可将当前各种高效光伏大组件的年发电量提高50%~70%。大规模产业化的情况下，聚光跟踪主件的成本可降至0.7元/W以内。“建造同功率的光伏电站，聚光跟踪式不仅所需光伏组件少，而且每年的发电量能够高过以最佳角度架设的固定式35%左右，可使光伏电力成本大幅下降”，李杰吾进一步解释道。 诚如李杰吾所言，微聚光光伏系统在光伏发电降本增效方面的突破令人惊叹，2021年，光伏专委会赵玉文与王斯成两位专家曾极力建议李杰吾将该项目申报国家“颠覆性技术项目”，“用一套驱动就能实现双轴高精度跟踪，而且能够达到超高可靠性，创新点非常多，这套技术产业化应用后，无疑会把我们国家的光伏应用水平推向新高度”，王斯成如是评价。 虽然李杰吾的聚光跟踪光伏系统以其独创性引领行业风潮，但其实通过聚光跟踪技术来降低光伏系统成本的想法并非是他首次提出。早在1979年的美国亚特兰大世界太阳能大会上，就有人提出这一思路，但遗憾的是，以这一思路为主导建成的高倍聚光光伏电站不但没有实现降低成本的目的，反而比固定式光伏电站成本高两三倍。 1982年，包头建成一家太阳能电源厂，但成本高达72元/瓦。这件事引起李杰吾的注意，让他萌生了投身太阳能科学研究的念头，并进一步确立了“让太阳能发电成本降到火力发电水平”的奋斗目标。值得一提的是，当时的他，正在包头一所大专教授物理课程，而在这之前的1979年，他曾以优异成绩与深入研究15年写成的长篇论文《液体薄膜的力学规律与微分几何》考取了清华大学物理系研究生，却因为录取通知书被当地教育部门扣留而延误了入学。 愿景变为现实从未有坦途，然志者总在全力以赴。经过一年的周密筹备，1983年，李杰吾与同事组成聚光跟踪光伏课题组，全身心投入到聚光光伏系统的研发中。其间虽然取得不少成果，多次斩获国家级荣誉，甚至还在1997年被美国一家杂志评选为当年的“世界科学名人”，但李杰吾始终认为离自己“让太阳能发电成本降到火力发电水平”的奋斗目标还有距离。也正是出于这一考量，1990年到1995年期间，李杰吾甚至两次拒绝了国家拨款千万元科研资金，“政府建议让我带头实施国家级火炬计划生产推广聚光光伏系统，但在我看来，当时自动跟踪的可靠性与光伏组件的散热问题解决的并不理想，所以就谢绝了国家的巨额经费，先踏踏实实一步一个脚印解决技术难题才是最重要的”。 初心如磐 笃行致远 谢绝国家千万元拨款后，2001年，李杰吾从内蒙古科技大学正式退休。但对他而言，退休不过意味着将实验室从学校搬回家里，科研的脚步并没有任何停滞。甚至为了更好地开展业务，他自筹资金成立了包头市杰华太阳能研究所，并卖掉北京的房子作为科研经费，继续探索大幅度降低光伏发电成本的新技术。 以前期多年的研发为基础，再综合世界其他国家在光伏发电课题领域遭遇的瓶颈，李杰吾的靶向目标逐渐清晰：研发一种可靠而低成本的二维自动跟踪系统以及在十级大风下仍能运行且不需要散热的非对称聚光系统。此后八年间，以这一目标为导向，李杰吾相继研制出五种样机，攻克四项核心技术，终于在2008年年底成功研制“非对称聚光跟踪光伏系统”。经检测，新系统的发电能力可比固定光伏系统提升一倍，而产业化成本则降低20%以上，2010年，“非对称聚光跟踪光伏系统”通过国家发明专利审批。 解决了单电机、单电控实现双轴同步跟踪后，李杰吾带领科研团队进一步加快从理论到技术的全面攻关。2015至2017年，他们将石英钟时控变为同步卫星原子钟的精密时控，基本消除了跟踪积累误差；2018至2019年，又达成整机在全球十级风以下地区仍保持准确跟踪运行的创举，实现停电期间自动复位；2018年，他在太阳能学报发表《主动对日双轴跟踪物理理论》，用一个与客观规律完全吻合的方程取代了旧天文学假想天球下的五个方程，科学且简洁地解决了长期准确正对太阳的世界难题。 因为首次做到光伏组件每日360度数年持续运转并精准指向太阳，李杰吾研发的新系统被命名为“定日光伏发电机”。值得一提的是，业内专家认为，由于该系统属于高精度双轴跟踪器，如果用于高倍聚光光伏系统，将能更好地发挥其高精度、高可靠、低成本优势，有望使高倍聚光光伏产业重获新生。 十八大以来，习近平总书记多次强调，“要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源”。在这一理念的推动下，李杰吾在太阳能聚光跟踪领域一系列科研成果的价值更加凸显。据不完全统计，国内外许多大中型企业，如隆基、大唐、太原重工、保定英利以及中广核等都对李杰吾的科研成果表现出浓厚兴趣，随着技术优势的逐一落地，李杰吾推动光伏发电产业降本增效的人生理想终将落地开花。 从缕缕青丝到满头白发，近半个世纪的时间里，李杰吾全力以赴向着为光伏电力降本造梦的人生理想迈进。物有甘苦，尝之者识；道有夷险，履之者知。从李杰吾的科研人生中，我们看到的是老一辈科研人员的精神风骨与责任担当，而这，恰是中华民族实现伟大复兴的历史进程中最内核的驱动力。
责任编辑：赵娜
