第十一章
太陽能空間電力站
科學家們經過仔細地研究,發現太陽光經過大氣層到達地球表麵時,其中有1/3左右的光能被反射回空間去。因此,在大氣層以上接收太陽能,可以比在地麵接收的太陽能多出4倍以上。於是,科學家們萌發了一個大膽的設想——把太陽能發電站建到太空中去。
為此,裝載太陽能發電站的太陽能動力衛星必須發送到距地麵36萬千米的地球同步軌道上去。衛星繞地球飛行一圈所用的時間,正好與地球自轉一周的時間相同,是24小時。
在動力衛星上裝有巨大的太陽能電池板,能夠將太陽能直接轉換成電能,並且將電能轉換成微波能而發回地麵;地麵接收站通過巨型天線,將這些微波能重新轉換成電能。
現在,人類已掌握的空間技術,建造發電能力從2500兆瓦到1萬兆瓦的各種太陽能空間電力站已不再是夢,美國在20世紀70年代初期就發射了一顆裝有147840個太陽能電池的動力衛星,可發電115千瓦。它與裝在“阿波羅”飛船上的另一個發電能力為113千瓦的太陽能發電裝置相似。
當然,目前要建造大型太陽能空間電力站,從技術上說還存在一定的困難。比如說,一個發電能力為1000萬千瓦的空間電力站,所需用的太陽能電池板麵積為64平方千米;而與此同時,把微波能發送到地麵的列陣天線,占地麵積也需2平方千米左右。另外,對於巨大的動力衛星,必須把它拆開以後運送到太空,然後再進行組裝;而衛星安裝好了以後,還要定期地進行保養和檢修。這樣,就必須擁有像航天飛機那樣能往返於地球和太空之間的特殊運輸工具。
所有的這一係列問題,還有待於科學家們的努力才能進一步解決。
新穎的太陽房
從都希望生活在一個冬暖夏涼的環境中,於是人們冬天取暖,夏天開空調。為此,就會消耗能量,所消耗的能量約占人類能源總消耗量的1/4,這是個多麼巨大的數字。年複一年,日複一日,千家萬戶要用去多少寶貴的能源啊!使用煤和石油產品造成的環境汙染,影響人的健康。在科學技術高度發展的今天,人類希望用取之不盡而又幹淨的太陽能來解決自己住房的供暖和降溫的難題,讓我們賴以生存的住房冬暖夏涼更加舒適。於是,人們對太陽房越來越感興趣,許多國家的科學家競相研究,有的已經建起了各式各樣的太陽房。
太陽房包括兩大類:一種是被動式太陽房。這種太陽房必須設計出窗戶的最佳尺寸和最佳位置,並要采用較好的絕熱材料,使室內保溫,從而冬暖夏涼。另一種是主動式太陽房。這種太陽房設有各種裝置,從而更好地吸收太陽能。在一些國家已經出現了先進的多功能太陽房,它不僅可以利用太陽能來取暖、空調和提供熱水,而且連住宅裏各種家用電器所需要的電力,也都由太陽能提供。構思巧妙的各種新型太陽房,讓你感到特別有意思。
美國的戴維斯城,坐落在加利福尼亞州薩克拉門托西南8千米的地方,有“太陽城”之稱。在這個3萬人口的城市裏,有一半以上的人享受著太陽所賜的恩惠。漫步在戴維斯城的街心,各種類型的太陽房令你眼花繚亂:建在街旁的圓形住宅,長方形的公寓,鑲有大塊玻璃的銀行,四周築土壘的平房……
在這些太陽房中,有一類太陽房隻是靠房屋本身吸收和反射陽光,來調節房間的溫度,使室內冬暖夏涼,這就是被動式太陽房。
被動式太陽房都裝有朝陽的大窗戶,在地板上鋪設保溫性能好的磚塊或澆注混凝土,並設有蓄熱牆壁。這種牆約有60厘米厚,由混凝土築成,設在朝陽的雙層玻璃窗後邊。陽光直射到蓄熱牆上,再通過它向房間散熱。在牆的底部和上麵,開有長方形通氣孔。當陽光照射到牆壁時,室內的空氣就被表麵塗黑的牆加熱變暖,從牆的上通氣孔流入內室,內室的冷空氣則從下通氣孔流出,形成對流。晚上,牆將蓄積的熱慢慢釋放出來,保持室內溫度。後來,人們為了增強其透光性,則改用裝水的玻璃櫃代替了這種混凝土牆。
炎熱的夏天,房屋主人用隔熱窗簾遮住直射的陽光,天花板內的絕熱材料隔絕了屋頂上的熱量。日落以後,涼爽的空氣從窗外流進來,使房間時的溫度降低,從而變得更加涼爽。
寒冷的冬天,房屋主人拉開朝陽的窗簾,陽光就會直射到房間裏麵,使房間暖和起來。日落以後,屋頂、牆壁的絕熱材料可以防止屋裏熱量散發出去,而被曬熱了的地麵則慢慢放出熱量,使房間裏溫暖如春。