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第6章 绝妙的太阳池发电

如果提起用水发电,人们自然会想到那奔腾的瀑布,湍急的河流,汹涌的海潮。著名的钱塘江水电站,正在兴建的规模宏大的三峡水利工程,就是人们利用水力资源的宏伟实践。

可是,谁能想到,那水波不兴一平如镜的水池也能用来发电!这看来不可思议的事,在20世纪70年代变成了现实。不过,它不是利用水力,而是利用太阳能,被称为盐水湖太阳能发电,又称太阳池发电。

通过湖水来利用太阳能发电,可以说是一个绝妙的构思,这个设想是受到一种自然现象的启发而产生的。1902年,科学家们在考察一些盐水湖时发现,盐水湖有一个奇特的共性:越接近湖底,水温越高,在炎热的夏季,水温有时竟高达70℃!一般的湖泊,水面受到阳光的照射,水温会升高,并引起水的对流,热水上升,冷水下降,同时热水和冷水之间也在进行热传导。所以,湖水总是在这种对流和传导中进行着热交换,水层间温度不会相差太多。而且,温度较高的水从底部升到水面时,通过蒸发和反射将散失一部分热量,夏天湖水温度总不会达到气温以上。那么,盐水湖湖底的高温是怎么产生的呢?

原来,盐水湖的奇特现象根源在于“盐”字。由于水中含有盐分,水的密度就会增大,含盐越多,密度越大。盐水湖越靠近湖底的水,含盐分的浓度越高,密度也就越大,比重也就越大,因而湖底的热水难以上升,热量便在湖底积蓄起来。湖水不断地接受太阳辐射的热量,又难以形成对流,因而湖底的热能越来越多,温度也就越来越高。

盐水湖的这种现象给了科学家们一个启发:盐水湖就是一个天然的太阳能存储器,能不能用热交换设备把它变成电能,而且,能不能人为地制造一些盐水湖,用以发电呢?

本世纪50年代,以色列科学家就提出了建造太阳池电站的设想,经过20年的探索和试验,终于在1979年把设想变成了现实。当这年年底,死海西南岸附近的一个面积为7000平方米的水池周围,突然亮起一片耀眼的灯光时,人类利用太阳能的史书上,又多了一个新颖的名称——太阳池电站。

太阳池电站的技术关键就是如何把池中的热能转换成电能。专家们采用一种叫“兰克茵循环”的涡轮机,用水泵把湖底的热盐水抽入管道蒸发器,用热盐水的热能使蒸发器中低沸点的有机液体蒸发为气体,去驱动涡轮机,带动发电机发电。从涡轮机出来的有机液体,经过冷凝器冷却为液体,被送回蒸发器;而通过蒸发器降温后的热水,又被送回盐水湖的底部,从而形成了循环系统。

以色列首先在死海建成太阳池电站,有着她得天独厚的条件。死海海水含盐浓度27.5%。几乎是一般海水含盐浓度的8倍!它在炎热的夏天充分吸收阳光热能后,湖底的水温有时可达90℃以上,这是其它国家的水域望尘莫及的。后来,以色列又在死海北岸附近的沙漠中建造了一座大型太阳池电站。这座电站有两个太阳池,其中一个是人工挖成的。为了防止渗漏,在池底铺了聚乙烯薄膜,水面上安装了用塑料制成的防浪网。这座电站运转情况良好,发电能力达2500千瓦,使以色列人对太阳池发电技术充满了信心,继而设计了更加宏伟的计划。

以色列人设想,如果挖一条水渠,把比死海水位高400米,含盐浓度只有3.5%的地中海海水引入死海,就可以把死海变成一个巨大的太阳池,那么这个天然太阳池的发电能力可高达150万千瓦,他们根据这个设想制定了“地中海——死海发电计划”。可以想像,如果这个计划得以实现,那将是一个多么辉煌的创举。

为了开发利用太阳能,许多科学家潜心研究,寻觅探索着各种途径,太阳池自然引起了世界的重视。美国已修建了10个太阳池,用以进行研究试验,并用于取暖和供应热水。日本也以太阳池为水产养殖和温室栽培提供热能。澳大利亚建成了3000平方米的太阳池,为周围地区供电、供暖。太阳池,作为人类开发利用太阳能的新途径,必将会在不远的将来,展现出它更加多姿多彩的风貌。

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