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集光器

集光器位於美國新墨西哥州的中聚光器測試場,它的集光能力遠遠超過最大型現代望遠鏡。聚光器是由220片直徑超過7米的鏡片所組成,而這些鏡片共同聚焦在中央的高塔。聚光器主要用來研究如何收集和運用太陽能。它雖然用非常大的麵積來集光,但並不像一般的天文望遠鏡會形成會聚的影像。

最近,天文學家已經開始利用聚光器來收集高能伽瑪射線撞到大氣分子時所產生的次級輻射。量測這個能量範圍的光子,我們未來可能可以用來探索神秘的伽瑪射線爆發。除此之外,源自超新星爆炸的宇宙射線和星際物質相撞,可能也會發出這個能量範圍的輻射,也可以用聚光器來進行這方麵的研究。

集熱器的分類

集熱器一般可分為平板集熱器、聚光集熱器和平麵反射鏡等幾種類型。

平板集熱器一般用於太陽能熱水器等。聚光集熱器可使陽光聚焦獲得高溫,焦點可以是點狀或線狀,用於太陽能電站、房屋的采暖(暖氣)和空調(冷氣)、太陽爐等。按聚光鏡構造有“菲涅爾”透鏡、拋物麵鏡和定日鏡。

平麵反射鏡用於塔式太陽能電站,有跟蹤設備,一般和拋物麵鏡聯合使用。平麵鏡把陽光集中反射在拋物麵鏡上,拋物麵鏡使其聚焦。

聚光式太陽灶

聚光式太陽灶是利用拋物麵形的反射鏡聚光獲得較高溫度,直徑1~2米的聚光太陽灶。由於能量集中,因而熱效率較高,可獲得約500℃高溫,適合農村家庭用來做飯、炒菜、煮飼料、燒水。製造聚光灶可就地取材,利用水泥、紙板、菱苫土做灶的襯底,用玻璃、反光材料做反射鏡麵。目前尚待進一步改進的是提高反射鏡麵的使用壽命和降低反射鏡麵的生產成本。

甲烷水合物

甲烷水合物作為替代能源的行動。甲烷水合物也稱“可燃冰”,是甲烷氣體和水分子形成的籠狀結晶,將兩者分離,就能獲得普通的天然氣。這種外麵看起來像冰一樣的物質是在高壓低溫條件下形成的,也就是說,它通常存在於大陸架海底地層以及地球兩極的永久凍結帶。

“可燃冰”是未來潔淨的新能源。它的主要成分是甲烷分子與水分子。它的形成與海底石油、天然氣的形成過程相仿,而且密切相關。埋於海底地層深處的大量有機質在缺氧環境中,厭氣性細菌把有機質分解,最後形成石油和天然氣(石油氣)。其中許多天然氣又被包進水分子中,在海底的低溫與壓力下又形成“可燃冰”。這是因為天然氣有個特殊性能,它和水可以在溫度2~5℃內結晶,這個結晶就是“可燃冰”。因為主要成分是甲烷,因此也常稱為“甲烷水合物”。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷,“可燃冰”可以看成是高度壓縮的固態天然氣。“可燃冰”外表上看它像冰霜,從微觀上看其分子結構就像一個一個“籠子”,由若幹水分子組成一個籠子,每個籠子裏“關”一個氣體分子。

目前,可燃冰主要分布在東、西太平洋和大西洋西部邊緣,是一種極具發展潛力的新能源,但由於開采困難,海底可燃冰至今仍原封不動地保存在海底和永久凍土層內。

節能措施

美國的人口僅占世界的5%,而消耗的能量卻占世界的30%。在能源消費結構中,民用、商用占第一位,具有巨大的節能潛力。因此,美國近年來一直推行“節約是最好的增產”的政策。

主要措施有:宣傳節能的意義、介紹節能的措施和采取一些具體規定來實現。為縮短通宵營業時間,晚上10點熄滅霓虹燈,降低暖氣溫度,縮短冷氣使用時間。將全國家庭或大廈的室內溫度降低1度,可節約將近200萬噸石油。在4~9月的半年內,實行提早1小時的夏令時間,可節約100萬噸石油。通過上述措施,取得了較好的節能效果。1979年節約石油消費5%,1980年節約石油消費7%。

節能監測

節能監測是政府推動能源合理利用的一項重要手段。節能監測通過設備測試,能質檢驗等技術手段,能夠對用能單位的能源利用狀況進行定量分析,依據國家有關能源法規和技術標準對用能單位的能源利用狀況作出評價。對浪費能源的行為提出處理意見,加強了政府對用能單位合理利用能源的監督。

節能監測的作用

(1)節能監測是一種技術監督手段,節能監測機構的職責之一是定期向節能主管部門和上級節能監測機構報告監測情況,提出有關建議,為節能主管部門提供用能單位能源利用狀況的科學分析。大量的數據更科學地反映主要用能設備的裝備水平和用能水平,大量的科學數據能夠使節能主管部門更深層次地部署、協調、服務、監督節能工作,以達到逐步縮小我國能源利用率與國際先進水平的差距,降低能耗,保護環境,保證中國經濟的可持續發展。