妙用无穷的太阳能

时间:2012-01-10 16:35来源:羊城晚报 作者: 点击: 载入中...



能源注定是这个世界永恒的话题。在日本核事故爆发后,瑞士联邦政府5月25日表示,瑞士将在2034年前逐步关闭其境内的全部核电站,全面放弃核电。4天后,瑞士邻国德国的执政联盟决定于2022年前彻底放弃核能发电。

  有些数据让人们看得胆战心惊———

  石油,再过50年,将用完;

  煤炭,再过100年,会耗尽;

  可燃冰,未知过多少年,才能实现大规模的成熟的商业开采…… 

  “能源危机”不仅仅是政治家们案头不曾撤去的文件,不仅仅是老百姓为汽车加油时渐渐干瘪的荷包,更是来自未来的孩子们不得不面对的惨烈现实。

  幸好,还有太阳。这颗离地球最近的恒星,一直用永恒的光无私地恩泽着地球。人类利用太阳能已有3000多年的历史,将太阳能作为一种能源和动力加以利用只有300多年的历史。

  从远古利用太阳晒海盐,到如今乘坐太阳能游艇进行环球之旅,人们越来越清晰地意识到:说太阳能是地球生命的能源,绝不为过。

  1

  远古趣事

 

  海水晒盐:

  西周莱国人发展制盐业

  太阳能是人类最早接触的能源,然而说到人类主动利用太阳能,最早的还是中国。早在3000多年前的西周时期,位于山东的莱国人已经懂得利用太阳光把海水晒成盐,这在当时可是了不起的创举。莱国后来在公元前567年被齐国灭亡,齐国在那时才真正成为滨海之国,并继承了莱国的制盐业,“鱼盐之利更盛”。

  反射阳光:

  地中海妇女持铜镜烧敌船

  公元前214年,古罗马帝国派舰队攻打地中海,西西里岛东部的妇女拿着自己锃亮的铜镜来到海岸边。

  烈日当空,阿基米德最先举起一面镜子,让它反射的日光恰恰射到敌舰的船帆上,妇女们也都把千百面镜子的反射光一起投射到罗马战舰的船帆上。没多久,战船上的帆起火,火随风势,许多战船成了火船,烧得罗马人大败而逃。

  建发电站:

  欧共体9国大摆“镜子阵”

  1980年,欧洲共同体9个成员国共同向西西里岛卡塔尼亚省政府投资,在阿德拉诺镇(阿基米德烧罗马战船的地方)建造了一个太阳能发电站。在那里摆了一个“镜子阵”,180面特大玻璃镜“组成”了总面积达6200多米的巨大“镜面”。由它们反射的阳光都自动聚集到“镜面”中心的中央塔上,塔顶接收器接收太阳光后,加热锅炉里的水,产生温度高达500℃、压力高达64个大气压的高温高压蒸汽,推动涡轮机发电,它的发电能力达1000千瓦。从此以后,世界上不少国家相继建立了类似的太阳能发电站。

  熔炼金属:

  法国人拉瓦锡是先行者

  世界上最早用太阳能来熔炼金属的人是18世纪的法国科学家拉瓦锡。他用许多透镜组成一个太阳能炉,这个炉子不同凡响,竟然可以把熔点高达1773℃的铂都熔化了。

  200多年后,法国科学家特朗比为了增加太阳能的温度,在1947年在军用探照灯用的高效能反射镜装上了太阳能炉,1952年又在蒙特路易的比利牛斯山上建立了世界上第一个功率达75千瓦的大型太阳能冶炼炉。20世纪70年代,特朗比再接再厉,在距蒙特路易市的奥代罗镇建了功率高达1000千瓦的太阳能炉,它像一座多层大楼,整个北面是一个直径为50米的大型抛物面聚光镜,对面小山上竖立着几十个反射镜,聚光镜聚集的太阳光可以产生高达3500℃的高温,每天可以生产约2.5吨锆金属,其效能竟比电炉或电弧炉还高,当地人自豪地称奥代罗镇为“太阳城”。

  2

  未来主力

 

  制冷制冰:

  太阳能建成环保空调

  太阳能吸收式制冷机相当环保。它用太阳能集热器把水加热成高温热水,再把高温热水管道引入中央空调主机,使主机里的冷水变成较高温度的热水,然后把沸点较低的溴化锂液通过管道引入主机,使溴化锂液在瞬间变成蒸汽并扩大体积,温度也立即降到0℃以下,成为液态的“雪种”(制冷剂)。用这些“雪种”(0℃以下的液态溴化锂)能制冷和制冰,科学家们就这样巧妙地攻下了“太阳能制冰”这道难题。

  阳光变电:

  科幻奇才写小说提设想

  自从爱迪生发明电灯以后,人们都知道,电能可以变成灯光;但反过来,太阳光可不可以变成电能呢?从1877年发明电灯后近70年,都没有人能回答这个问题。

  最早提出可以把太阳“光”变成“电”的人是英国科幻作家阿瑟·克拉克。他生于1917年,是一位科幻奇才。他在20世纪50年代写的科幻小说《行星际飞行》中提出“阳光变电”的设想。

  小说写了一群宇宙科学家乘飞船去考察太阳,可是由于路程太远,飞船无法携带足够的燃料,于是他们就向太阳光要能量,利用太阳热能来加热食品、煮水和保持飞船的温度,还利用一种装置把太阳光直接变成电能,用作飞船上各种机器、仪表等装置的动力……至于用什么装置把阳光变成电,克拉克在小说里没有描述。

  光伏电池:

  阳光下硅片发出微弱电流

  20世纪50年代初,电子计算机开始进入晶体管时代,负责研制第二代电子计算机的美国贝尔电话公司的科研人员是既忙碌又兴奋,因为他们知道,电子计算机如果采用了硅半导体做元件,就能把1946年问世的第一代计算机恩尼阿克比下去。

  恩尼阿克是用电子管做元件的“巨无霸”,它占地160米,重达30吨;而硅半导体计算机的体积、质量只有恩尼阿克的1/100,计算速度却要比“巨无霸”快上百倍。

  然而,惊喜还在后面。也许是忙中出乱,贝尔公司的科技人员把一片很薄的硅片放在了另一片更薄的并浸过硼的硅片上面,这时,奇迹发生了,当他把这两片硅片拿到太阳下面照射时,连接两片硅片的电路竟然发出了微弱的电流!也就是说,这两片硅片竟把太阳能变成了电能,太阳能电池由此诞生———这就是大家知道的“光伏电池”。

据羊城晚报

(责任编辑:鑫报)
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