第18章 工業動力及材料科技(1)(3 / 3)

石油盡管是液體,但它並不像水聚集在水庫中那樣聚集在沉積岩中。它透過岩石的孔隙,被擠壓到壓力分布更低的岩石裂縫和孔隙中,直至停留在被完全封閉的儲集岩中。儲集岩是聚集石油的岩石。它形成了儲藏石油的地質環境——圈閉構造,這是阻止石油被繼續運移的地質構造。石油的這種聚集方式就如同水被一塊海綿吸收了一樣。正因為有了儲集岩和圈閉構造,石油才能安靜地在地下定居,等待發掘者的到來。

石油最初被人們用來照明和燃燒。如今,各種石油製品相繼誕生,為人們的生活提供了很多的用途。石油不僅可以製成潤滑油等用於機械生產,由它製成的瀝青還是公路和建築的重要材料。此外,石油化工產品可以廣泛地應用於農業、輕工業、紡織工業、以及醫藥衛生等部門,如合成纖維、塑料、合成橡膠製品等。讓人難以猜想的是,連我們常用的粉筆、墨水等,都有它的參與。可見,石油已經深入到了我們生活的方方麵麵。

不過,雖然石油的應用相當廣泛,為人類的發展提供了強勁的能源動力。但倘若加大石油的使用量,隨之而來的環境汙染以及造成了的溫室效應、氣候異常等諸多弊端,將會不斷出現。

五、太陽能的利用技術

太陽是離地球最近的一顆恒星,是個在不斷進行核聚變反應的巨大熾熱的球狀氣團。由於其內部深處的極高溫度(約20兆度)和極高壓強,使原子的熱核反應得以不斷進行,從而通過太陽表麵以光的形式向宇宙空間輻射出巨大的能量,這就是太陽能。太陽能有取之不盡、就地取用、無需搬運、分布廣泛、取用方便、可再生及無汙染等優點,具有巨大的潛力和前景。

盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一,但太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤所產生的能量。地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來源於太陽,即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能範圍非常大,狹義的太陽能則僅限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

我國是最早利用太陽能的國家,其曆史可追溯到約2700年前。在周代,中國人即能利用凹麵鏡的聚光焦點向日取火。這是較原始的太陽能利用。我國最早研究太陽能的學者是四川洪雅縣的肖開泰。他深信太陽能的威力,自籌資金,從國外買來有關的儀器設備,研製出了一麵小型聚光鏡,利用太陽能來烹、煮、烘、烤各種食物,經過45次調整試驗,獲得了成功,這可以說是我國最早的太陽灶了。它與現代太陽灶的原理相同,形狀像一把倒撐著的傘一樣。

對太陽能的利用主要是對太陽能的光熱利用,太陽能熱水器、太陽房、太陽灶、太陽能溫室、太陽能幹煤係統、太陽能土壤消毒殺茵技術等均是利用太陽光熱能的儀器,它們均成效顯著。太陽能熱發電是太陽能熱利用的一個重要方麵,根據集熱方式不同,又分高溫發電和低溫發電。美國、日本、意大利等國在太陽能熱發電方麵較領先。若能用太陽能全方位地解決建築內熱水、取暖、空調和照明用能,這將是最理想的方案,太陽能與建築一體化的研究與實施,是未來太陽能開發利用的重要方向。

從太陽能輻射中采集電力通常有兩種方法。最廣泛的是太陽能電池或光電池。太陽能電池是一種可以把光能轉變為電能的半導體片。最初,光電池是被用來向衛星和空間探測器提供能源而開發的,但是現在從計算器到實驗汽車的許多實物中都可以看到它。而最有前景的大規模能量采集方式是太陽熔爐。這種太陽熔爐使用巨大的名為逐日鏡的傾斜反光鏡陣列,它可以跟隨太陽照射的方向轉動,把太陽光線聚集在一個收集器上。收集器一般安放在遠離地麵的塔上。流經收集器的水迅速地沸騰,蒸汽膨脹的力量可以用來推動渦輪旋轉。渦輪帶動發電機發電,其方法與許多其他類型的電站是相同的。