• 汇集公众科学智慧交流科学思想见解
  • 点燃科学智慧火花构建互动交流平台
科学智慧火花
发表评论  1                

隐匿于视野中的无限能源 自然界的非常惠赠—之二

投稿时间:2018-06-28 12:27 投稿人:东讯 【字号: 访问量:

在本月11日,我发给贵栏目《隐匿于视野中的无限能源   自然界的非常惠赠》一文中,主要说到我想到的一种水能和一种太阳能的获取方法,觉得这样的方法或许能够对能源的获取起到一点作用,尤其是这种太阳能的获取方法,非常简便实用,因此,在这里对这种太阳能的获取方法再进行一下细致的剖析。

从上文中可知,这种太阳能的获取方法不过就是用反光镜把太阳光集中起来的方法,自从人类会制造镜片以来人们就会用镜片反射阳光,因此这是一种完全可以实现,而且很容易实现,并可以立即设计实施的一种非常简易的方法,这一点很重要,再好的方法不能实现不能实施没有任何意义。我们看,这种方法所使用的大型容器,大型管道以及反光镜,在目前的生产条件下,全部可以轻而易举的生产制造,而在当前,又完全可以用计算机控制的自动机械来带动反光镜使它随阳光移动,从而使反射光集中到水中,这样就可以带动大面积的反光镜,哪怕是总面积达几十万平方米,几百万平方米的反光镜,所以这种方法不但很容易实现,而且能够非常容易的获取大量的太阳能。应该说这是唯一可以大量获取太阳能的方法,因为在当前只有用反射的方式才能大量收集太阳光,没有其他更好的方法。

这种方法的初衷,是把这种太阳能的收集方法作为太阳能的生产方法,也许您觉得这有些不可思议,而它在实际当中能够带来的效果您一定觉得耳目一新,这种方法到底能收集多少太阳能值得人们去生产呢?它是不是那种占用大片土地又不能发多少电满足不了人们需求的方法呢?我们看,300兆瓦的火电厂每天需要燃烧5000吨左右的煤炭,由于它的效率是40%,因此仅有2000吨煤的热量转化成了电能,那2000吨煤炭燃烧放出的热量相当于多大土地面积吸收的太阳能呢﹖我们可以计算一下:

2000吨煤炭燃烧的热量是:

2000×7000大卡/千克(标准煤的燃烧值)×1000千克×4.18焦/卡=585200亿焦

1平方米的占地在一天内平均吸收的热量是:

1×200瓦(阳光在地表昼夜的平均功率)×24×60×60=1728万焦

585200亿焦÷1728万焦=3386574

所以,2000吨煤燃烧放出的热量相当于3386574平方米,大约3.38平方公里的占地所吸收的太阳能,也就是说用这种光热蓄水式水电系统建设一个300兆瓦的发电站至少需要3.38平方公里的占地,这个面积虽然比300兆瓦火电站的占地面积大许多,似乎多占用了土地,但作为一种能源的生产方法,这个占地却非常小,比如这个火电站需要一个每天生产5000吨煤的煤矿供应煤炭,这样规模的煤矿的平均占地面积绝对大于3.38平方公里数倍以致十几倍,这个面积所能吸收的太阳能,也将是数个或十几300兆瓦火电厂的发电量,因此,同样的占地面积,工人在地下辛苦的开采煤炭所得到的能量远远不及在地面收集太阳光所得到能量的几分之一或十几分之一,所以,这就是对太阳能的一种生产,可以大大的节约土地。

要说有一种不需要燃料的发电站,人们也也会觉得不可思议,而它能够带来的收益也将是不可思议的,并且是前所未有,首先,人们知道,一个300兆瓦的火力发电厂,每天大概需要燃烧煤炭5000吨左右,假设每吨煤的价格是500元,就需要250万元来购买这些煤炭,而用这种方法“生产”太阳能,然后以电能的方式输出,就不用花费这笔巨资,等于每天增加了250多万的收入,可见它能够带来的收益是多么巨大,所降低的成本将是空前的。其次,由于不需要生产燃料,也就不需要运输,不仅节约了大片土地,大量人力之外,还节约了大量不同的自然资源,比如火电厂每天都需要运进大量的煤炭,最远的是从一千多公里外运来的,近的可能只有十几公里,可以想一下,全国几百座火电站,每个火电站每天需要几千吨煤炭的运输,那么这需要多少火车和汽车,又需要多少石油呢﹖而火车和汽车的制造与石油的开采还需要多少占地需要多少资源,这都是无法估量的。

在其他方面,这种太阳能的“生产”方法用一台计算机就可以操纵全部的反光镜,这样整个发电运行过程简便单一,运行成本将会空前的降低,并且整个电厂人员的使用也会空前的减少,比如,它不象火电厂那样需要冷却塔、烟囱、除渣、储煤罐、粉煤,……等许多设备设施的使用,其中拿粉煤系统来说,每天将5000吨煤粉碎成细粉,可以想象需要多少电力,而每天对千吨以上的炉渣的处理,可以想象需要多少水和电,总之每个环节都需要电力、人力来保持它的正常运作,总体来说非常繁杂,最终的发电效率却很低;因此从诸多方面可以看出,这种太阳能的发电方法将会在人工工资和运行成本方面空前的减少,不需要每天大量的工资付出以及大量的用电和用水方面的付出。 同时由于这种方法比火电厂减少了诸多环节,它的建设周期将会大大缩短,建设成本也必然大大降低。

这种方法虽然简易,而对它的思考却要深一步,首先,太阳能的转化效率问题一直困扰着人类,如果继续依靠光伏板无法达到有效的实质性的提高,光伏板只能将太阳能的百分之十几转化成电能,而反光镜可以反射照射在它上面的全部的阳光,水也可以吸收照射在它上面的全部的太阳能,人们都能看出这里存在很大差距,所以,用反光镜和水代替光伏板吸收利用太阳能是一个提高效率的很好的思路,因为当水吸收了反射的太阳光变为蒸汽升高,在高处形成水然后流下冲击水轮机,可将太阳能的90%转化为电能,所得电量是光伏板的5-6倍,占地面积也将减少数倍,而发电成本也将比光伏板大为减少。

其次,人们使用加热水的方式发电,总会想到利用高温高压水蒸气,而没有利用水蒸气还能上升的特点,比如现在还不完善的利用太阳能热发电的技术,仍然采用与火力发电核能发电一样的高温高压水蒸气冲击汽轮机的发电方式,而这种方式在水蒸气冲击汽轮机后必须使水蒸气进入凝气器将水蒸气转化成水再进入锅炉,这个过程将损失巨大的能量,而使用水蒸气上升的方法,就不必有这个过程,也就没有这些能量的损失,从而大大提高发电效率,使效率达到将近90%。

这种方法在环境方面所起的作用是显而易见的,所以不必继续多说,而由于这种太阳能的“生产”方法,可使人们得到很多电能,所以能源匮乏问题也必然有很大缓解或消除。

以上对这种太阳能的利用方法进行了再次的剖析,全部是我个人的观点,难免有所疏漏,不知您有怎样的意见。