正文 第9章 新時代的引擎——太陽能(1)(1 / 3)

一、太陽能的優勢

大自然的恩賜——太陽能

太陽,自古以來,人們把它當做神頂禮膜拜,因為它帶給人類光明和溫暖。千百年來,人們用多少詩和歌來讚美它、頌揚它。進入21世紀,由於能源短缺,人們開始想到太陽的巨大能量。

太陽是離地球最近的一顆恒星,是太陽係的中心天體,它的質量占太陽係總質量的99.865%。太陽也是太陽係裏唯一發光的天體。它不斷地給地球帶來光和熱。如果沒有太陽光的照射,地麵的溫度會很快降低到接近絕對零度。由於太陽光的照射,地麵平均溫度保持在14℃左右,形成人類和絕大部分生物生存的條件。

太陽是一個主要由氫和氦組成的熾熱的氣體火球,半徑為96×105千米,質量約為地球質量的33萬倍,平均密度約為地球的1/4。太陽表麵的有效溫度為5000攝氏度,中心區域則高達1500萬攝氏度。太陽的能量主要來源於氫聚變成氦的聚變反應。這些能量以電磁波形式,穿越太空射向四麵八方。地球接受到太陽總輻射的22億分之一,其能量相當於全世界發電量的幾十萬倍。

可以說,太陽的能量是取之不盡、用之不竭的。太陽能還以其儲量的“無限性”、存在的普遍性、開發利用的清潔性,以及逐漸顯露出的經濟性等優勢,受到廣泛重視。其開發利用是最終解決能源短缺、環境汙染和溫室效應等問題的有效途徑,是人類理想的替代能源。

人類對太陽能的利用有著悠久的曆史。我國早在2000多年前的戰國時期就知道利用銅製四麵鏡聚焦太陽光來點火,利用太陽能幹燥農副產品。

兩千多年前的古希臘,出了一個偉大的數學家及科學家——阿基米德。他在眾多科學領域做出突出貢獻,贏得同時代人的高度尊敬;同時,他又是世界上第一個利用太陽能作為武器,大敗敵軍的天才。

傳說事情發生在公元前215年,古羅馬帝國派出強大的海軍,在馬塞拉斯率領下,乘戰艦攻打古希臘名城敘拉古。

小小的敘拉古城,怎能抵擋來勢洶洶的古羅馬大軍。當羅馬艦隊浩浩蕩蕩攻城時,國王和百姓都著了慌。人們把希望寄托在居住在島上的阿基米德身上。當時,年過古稀的阿基米德,雖然沒有絕世的武功,卻有聰明的頭腦。人們請求阿基米德運用他的非凡智慧,找到敗敵之術。

留著大胡子的阿基米德,這位科學巨匠深知太陽能的威力。他挺身而出,發動全城婦女拿著鋥亮的銅鏡來到海岸邊。在烈日下,阿基米德拿起一麵鏡子,讓它反射的太陽光恰好射到敵艦的帆上,高喊:“讓鏡子的反射光照到這裏!”不計其數的婦女學著阿基米德的樣子,一起用鏡子把太陽光集中反射到船帆上。頓時,敵艦起火,不可一世的羅馬海軍大敗而歸。物理學家阿基米德利用凹麵鏡的聚光作用,把陽光集中到一點,燒毀羅馬戰船,取得勝利。這是人類利用太陽能的創新和實驗。

隨著時代發展,到現代,太陽能利用日益廣泛。它包括太陽能的光熱利用、太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用等。

太陽能開發利用的優點和難點

太陽能開發的優點

1.儲量的“無限性”

太陽能是取之不盡的可再生能源,可利用量巨大。一年內到達地球表麵的太陽能總量是目前世界主要能源探明儲量的1萬倍。太陽的壽命至少有40億年,相對於人類曆史來說,源源不斷供給地球能量的時間可以說是無限的。相對於常規能源的有限性,太陽能具有儲量的“無限性”,取之不盡,用之不竭。開發利用太陽能,將是人類解決常規能源匱乏、枯竭的最有效途徑。

2.存在的普遍性

由於緯度不同,氣候條件差異,造成太陽能輻射不均勻,但相對其他能源來說,太陽能對於地球上絕大多數地區具有存在的普遍性,可就地取用,無須開采和運輸,沒有所有權限製,為常規能源缺乏的國家和地區就地解決能源問題提供美好前景。

3.利用的清潔性

太陽能像風能、潮汐能等潔淨能源一樣,幾乎不產生任何汙染,是理想的替代能源。

4.利用的經濟性

一是太陽能取之不盡,用之不竭,接收太陽能時不征收任何“稅”,可以隨地取用;二是在目前的技術發展水平下,有些太陽能利用已具經濟性。如太陽能熱水器一次投入較高,但使用過程不耗能,具有很強的競爭力。隨著技術突破,太陽能利用的經濟性將會更明顯。

太陽能開發利用的難點

1.分散性

利用太陽能發電時,需要一套麵積巨大的能追捕太陽光的收集和轉換設備,造價較高,占地麵積較大,一般選擇沙漠等空曠地方,給輸電和維修帶來一定困難。