能源注定是這個世界永恒的話題。在日本核事故爆發(fā)后,瑞士聯(lián)邦政府5月25日表示,瑞士將在2034年前逐步關(guān)閉其境內(nèi)的全部核電站,全面放棄核電。4天后,瑞士鄰國德國的執(zhí)政聯(lián)盟決定于2022年前徹底放棄核能發(fā)電。
有些數(shù)據(jù)讓人們看得膽戰(zhàn)心驚———
石油,再過50年,將用完;
煤炭,再過100年,會耗盡;
可燃冰,未知過多少年,才能實現(xiàn)大規(guī)模的成熟的商業(yè)開采……
“能源危機(jī)”不僅僅是政治家們案頭不曾撤去的文件,不僅僅是老百姓為汽車加油時漸漸干癟的荷包,更是來自未來的孩子們不得不面對的慘烈現(xiàn)實。
幸好,還有太陽。這顆離地球最近的恒星,一直用永恒的光無私地恩澤著地球。人類利用太陽能已有3000多年的歷史,將太陽能作為一種能源和動力加以利用只有300多年的歷史。
從遠(yuǎn)古利用太陽曬海鹽,到如今乘坐太陽能游艇進(jìn)行環(huán)球之旅,人們越來越清晰地意識到:說太陽能是地球生命的能源,絕不為過。
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遠(yuǎn)古趣事
海水曬鹽:
西周萊國人發(fā)展制鹽業(yè)
太陽能是人類最早接觸的能源,然而說到人類主動利用太陽能,最早的還是中國。早在3000多年前的西周時期,位于山東的萊國人已經(jīng)懂得利用太陽光把海水曬成鹽,這在當(dāng)時可是了不起的創(chuàng)舉。萊國后來在公元前567年被齊國滅亡,齊國在那時才真正成為濱海之國,并繼承了萊國的制鹽業(yè),“魚鹽之利更盛”。
反射陽光:
地中海婦女持銅鏡燒敵船
公元前214年,古羅馬帝國派艦隊攻打地中海,西西里島東部的婦女拿著自己锃亮的銅鏡來到海岸邊。
烈日當(dāng)空,阿基米德最先舉起一面鏡子,讓它反射的日光恰恰射到敵艦的船帆上,婦女們也都把千百面鏡子的反射光一起投射到羅馬戰(zhàn)艦的船帆上。沒多久,戰(zhàn)船上的帆起火,火隨風(fēng)勢,許多戰(zhàn)船成了火船,燒得羅馬人大敗而逃。
建發(fā)電站:
歐共體9國大擺“鏡子陣”
1980年,歐洲共同體9個成員國共同向西西里島卡塔尼亞省政府投資,在阿德拉諾鎮(zhèn)(阿基米德燒羅馬戰(zhàn)船的地方)建造了一個太陽能發(fā)電站。在那里擺了一個“鏡子陣”,180面特大玻璃鏡“組成”了總面積達(dá)6200多米的巨大“鏡面”。由它們反射的陽光都自動聚集到“鏡面”中心的中央塔上,塔頂接收器接收太陽光后,加熱鍋爐里的水,產(chǎn)生溫度高達(dá)500℃、壓力高達(dá)64個大氣壓的高溫高壓蒸汽,推動渦輪機(jī)發(fā)電,它的發(fā)電能力達(dá)1000千瓦。從此以后,世界上不少國家相繼建立了類似的太陽能發(fā)電站。
熔煉金屬:
法國人拉瓦錫是先行者
世界上最早用太陽能來熔煉金屬的人是18世紀(jì)的法國科學(xué)家拉瓦錫。他用許多透鏡組成一個太陽能爐,這個爐子不同凡響,竟然可以把熔點高達(dá)1773℃的鉑都熔化了。
200多年后,法國科學(xué)家特朗比為了增加太陽能的溫度,在1947年在軍用探照燈用的高效能反射鏡裝上了太陽能爐,1952年又在蒙特路易的比利牛斯山上建立了世界上第一個功率達(dá)75千瓦的大型太陽能冶煉爐。20世紀(jì)70年代,特朗比再接再厲,在距蒙特路易市的奧代羅鎮(zhèn)建了功率高達(dá)1000千瓦的太陽能爐,它像一座多層大樓,整個北面是一個直徑為50米的大型拋物面聚光鏡,對面小山上豎立著幾十個反射鏡,聚光鏡聚集的太陽光可以產(chǎn)生高達(dá)3500℃的高溫,每天可以生產(chǎn)約2.5噸鋯金屬,其效能竟比電爐或電弧爐還高,當(dāng)?shù)厝俗院赖胤Q奧代羅鎮(zhèn)為“太陽城”。
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未來主力
制冷制冰:
太陽能建成環(huán)??照{(diào)
太陽能吸收式制冷機(jī)相當(dāng)環(huán)保。它用太陽能集熱器把水加熱成高溫?zé)崴?,再把高溫?zé)崴艿酪胫醒肟照{(diào)主機(jī),使主機(jī)里的冷水變成較高溫度的熱水,然后把沸點較低的溴化鋰液通過管道引入主機(jī),使溴化鋰液在瞬間變成蒸汽并擴(kuò)大體積,溫度也立即降到0℃以下,成為液態(tài)的“雪種”(制冷劑)。用這些“雪種”(0℃以下的液態(tài)溴化鋰)能制冷和制冰,科學(xué)家們就這樣巧妙地攻下了“太陽能制冰”這道難題。
陽光變電:
科幻奇才寫小說提設(shè)想
自從愛迪生發(fā)明電燈以后,人們都知道,電能可以變成燈光;但反過來,太陽光可不可以變成電能呢?從1877年發(fā)明電燈后近70年,都沒有人能回答這個問題。
最早提出可以把太陽“光”變成“電”的人是英國科幻作家阿瑟·克拉克。他生于1917年,是一位科幻奇才。他在20世紀(jì)50年代寫的科幻小說《行星際飛行》中提出“陽光變電”的設(shè)想。
小說寫了一群宇宙科學(xué)家乘飛船去考察太陽,可是由于路程太遠(yuǎn),飛船無法攜帶足夠的燃料,于是他們就向太陽光要能量,利用太陽熱能來加熱食品、煮水和保持飛船的溫度,還利用一種裝置把太陽光直接變成電能,用作飛船上各種機(jī)器、儀表等裝置的動力……至于用什么裝置把陽光變成電,克拉克在小說里沒有描述。
光伏電池:
陽光下硅片發(fā)出微弱電流
20世紀(jì)50年代初,電子計算機(jī)開始進(jìn)入晶體管時代,負(fù)責(zé)研制第二代電子計算機(jī)的美國貝爾電話公司的科研人員是既忙碌又興奮,因為他們知道,電子計算機(jī)如果采用了硅半導(dǎo)體做元件,就能把1946年問世的第一代計算機(jī)恩尼阿克比下去。
恩尼阿克是用電子管做元件的“巨無霸”,它占地160米,重達(dá)30噸;而硅半導(dǎo)體計算機(jī)的體積、質(zhì)量只有恩尼阿克的1/100,計算速度卻要比“巨無霸”快上百倍。
然而,驚喜還在后面。也許是忙中出亂,貝爾公司的科技人員把一片很薄的硅片放在了另一片更薄的并浸過硼的硅片上面,這時,奇跡發(fā)生了,當(dāng)他把這兩片硅片拿到太陽下面照射時,連接兩片硅片的電路竟然發(fā)出了微弱的電流!也就是說,這兩片硅片竟把太陽能變成了電能,太陽能電池由此誕生———這就是大家知道的“光伏電池”。
據(jù)羊城晚報
(責(zé)任編輯:鑫報)