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太阳池发电

晨怡热管 2008-12-2 2:47:42

水平如镜的水池也能用来发电,这可能是许多人没有想到的。因此,利用水池收集太阳能发电,可以说是迄今为止将太阳辐射能转换为电能的最美妙的构想之一。

太阳池就是利用水池中的水吸收阳光,从而将太阳能收集和贮存起来。这种太阳能集热方法,与太阳能热水器的原理相似,但是,用太阳能热水器贮存大量的热能,需要另设蓄热槽,而太阳池的优越之处在于,水池本身就可充当贮存热能的蓄热槽。

一般的水池,当阳光照射时,池水就会发热,并引起水的对流,即热水上升,冷水下沉。当温度较高的水不断从底部上升到池面时,通过蒸发和反射将热能释放到空气中。这样,池中的水大体上保持着一定的温度,但无论天气多么热,经过的时间如何长,水温总达不到气温以上。为了提高池中的水温,人们想了许多办法,其中最引人注目的就是利用盐水蓄热。

这种提高水温的办法,是受到一种自然现象的启发而产生的。早在1902年,科学家们考察罗马尼亚一个浅水湖时发现,越是靠近湖底,水温就越高,即使在夏末时,水温有时可高达70℃。这种现象是如何产生的呢?

原来,湖底水温之所以高,是因为水中含有盐分,而且越是靠近湖底的水,其所含盐分的浓度就越大。通常,湖底处的热水会因密度变小而升到水面,从而形成对流。但是当水中的盐分浓度很高时,水的密度就会随之增大,这样热水就难以升到水面,从而打乱了水热升冷降的循环过程。由于湖水无法形成对流,热量便在湖底处蓄积起来,而湖面上较轻的一层水,就像锅盖一样将池底的热能严严实实地封住。结果,湖底的水温就会越来越高。

目前,世界上许多国家对太阳池发电很感兴趣,认为它提供了开发利用太阳能的新途径,而且这种发电方式比其他利用太阳能的方法优越。同太阳热发电、太阳光发电等应用太阳能的技术相比,太阳池发电的最突出优点是构造简单,生产成本低;它几乎不需要价格昂贵的不锈钢、玻璃和塑料一类的材料,只要一处浅水池和发电设备即可;另外它能将大量的热贮存起来,可以常年不断地利用阳光发电,即使在夜晚和冬季也照常可以利用。因此,有人说太阳池发电是所有太阳能应用中最为廉价和便于推广的一种技术。

美国对这项利用太阳能的新技术十分重视,一个由政府资助的科学家组织对全国进行了调查,以确定太阳池发电计划和建造发电站的地方。至今美国已修建了10个太阳池,以便进行研究试验。

在澳大利亚,已建成了一个面积为3000平方米的太阳池,并将用它发电,以便为偏僻地区供电,并进行海水淡化和温室供暖等。日本农林水产省土木试验场已建有四个8米见方,深2.53米的太阳池,用来为温室栽培和水产养殖提供热能。

人们在太阳池发电的推广使用中,对其可能出现的问题能够及时地予以研究解决。例如,起初人们估计铺在池底的薄膜会发生破裂,从而使盐水流出,污染水池下面的土壤;但是实践证明,薄膜的防渗漏性能很好,没有出现上述问题。对于太阳池发电所需要的大量盐,则可以利用太阳池的热能去带动海水淡化装置来解决。就当前的实际应用情况来看,太阳池在供热和发电方面还存在一些不足之处。但我们相信,随着科学技术的进步,在不久的将来,太阳池发电将作为一种廉价的电源得到普遍应用。

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