電的新能源發展
人類從茹毛飲血到發現火,到第一次工業革命,電氣化時代,石油時代,一直到今天,已經可以利用原子能等的能源。人類文明史的發展從另一個角度可以說是人類在動力能源方麵的一次又一次的革命和發展。隨著人類高速發展的同時,我們和自然界的矛盾也越來越多,如能源短缺、環境汙染等。我們清楚地明白能源將是整個人類經濟社會生存和發展的根本,更是經濟命脈。更高效,更清潔,更方便,更長久的能源是人類夢寐以求的夢想。
科學界一直在孜孜以求地研究高效的清潔能源,其中關於電能的深入研究也是科學界研究的重點之一。科學家發明了一種既能發電又能抽水的機組。把這種機組安裝到電站上,就能使一般的水電站同抽水蓄能電站配套使用,既能在白天放水發電,又能到晚上把白天發過電的水抽回水庫,到需要的時候放出來重新使用。這種新的研究被叫做是抽水蓄能的電站。雖然現在這項技術還沒有廣泛應用於我們生活中,但是在不久的將來,這種新能源技術定能大放異彩。
此外利用大氣壓差發電,是一種新能源的構想,可望在本世紀實現。這就是科學家們當前正在探索、實驗,並取得了一定成果的項目之一。一旦進入實用階段,它給人類社會將帶來無窮無盡的希望和無可限量的幸福。
那麼,什麼是大氣壓差發電呢?要弄清楚這個問題,我們必須從什麼是大氣壓說起。我們生活的地球表麵包裹著一層幾十千米厚的大氣,據計算,它的總重量相當驚人,大約有5130×104億噸!地麵上每立方米大約要承受10噸重的大氣柱的壓力!氣象科學上的大氣壓,就是單位麵積上所受大氣柱的重量(大氣壓強),也就是大氣柱在單位麵積上所施加的壓力。
氣壓是隨大氣高度的變化而變化的。海拔越高,大氣壓力就越小。兩地的海拔高差越懸殊,其氣壓差也越大。大氣柱的重量還受到密度變化的影響,空氣的密度越大,也就是單位體積內空氣的質量越多,其所產生的大氣壓力也越大。簡單的來說就是由於大氣的質量越靠近地麵越密集,越向高空越稀薄,所以氣壓隨高度的變化值也是越靠近地麵越大。比如在低層,每上升100米,氣壓便降低約10毫巴;在5~6千米的高空,每上升100米,氣壓降低約700帕;而到了9~10千米的高空,每上升100米,氣壓便隻降低約500帕了。
氣壓的變化是無時無刻的。在通常情況下,每天早晨氣壓上升,到下午氣壓下降;每年冬季氣壓最高,夏季氣壓最低。但有時候,如在一次寒潮影響時,氣壓會很快升高,冷空氣一過,氣壓又慢慢降低。所謂大氣壓差發電,就是指利用地球表麵大氣壓在垂直方向上分布的差異所造成的空氣流動動力,來帶動發電機發電的發電方式。我們知道大氣壓是由地麵向高空逐步遞減的,並且受到地球重力的作用,所以,在一般情況下,不會引起空氣的劇烈流動。正如坡降很小的河流,雖然也有一定水位差,但很不明顯,水流所產生的衝擊力很小,不能發電。但是,如果我們能利用一些特殊的裝置,人為地增加水位差(修水壩提高水位差),那麼,流水產生的衝擊力就會急劇增大。所以我們看到人們為了用水發電,攔河築壩提高水位一樣,以此類推如果我們也采用一定的裝置,增加氣壓之間的壓差,那麼它產生的能量,同樣也是十分巨大的。
目前關於大氣壓差發電這一構想將會變成本世紀的一種新能源,不過還有許多理論需要研究,有許多問題需要解決,需要有一個實踐的過程,然後才是推廣使用。