流浪地球?別鬧了! 科學利用太陽能才是關鍵


流浪地球?別鬧了! 科學利用太陽能才是關鍵



你看過《流浪地球》嗎?
在電影中, 科學家發現太陽系急劇衰減可能會吞噬整個太陽系, 于是提出一個大膽的計劃:在地球的表面建成數以萬計的行星發動機和轉向發動機, 燃燒足夠多的物質讓地球達到逃逸速度, 并從太陽系中脫離出去 。
不過, 在現實中, 地球可不是想跑就能跑的 。 地球必須和太陽保持恰當的距離, 以保證適當的生存溫度并獲取足夠的能量 。 正是這恰當的距離, 才讓地球上誕生了人類文明 。
正所謂, 萬物生長靠太陽, 而且我們還找不到更好的太陽替代品, 因此電影中呈現的流浪狀態暫時只能是科幻作家的“美好”幻想 。 地球和太陽已經和平相處了45.4億多年了, 這感情可不是一般兄弟能比的 。 既然不能逃離, 不如想想如何更科學地利用太陽能 。
為什么要利用太陽能?
我們龐大的社會機器要維持正常運轉, 所消耗的大部分能源, 包括煤炭、石油和天然氣都是化石能源 。 煉鋼煉鐵離不開煤炭;出門開車需要的汽油、柴油都來自于石油提煉;家里做飯、冬天供暖則大多需要燃燒天然氣來產生熱量……
我們的生活離不開化石能源, 但是無節制地大規模使用化石能源會帶來嚴重的環境污染 。 化石燃料的燃燒會產生大量的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物, 當它們在空氣中積累的濃度很高后就會產生酸雨 。 空氣擴散條件不好時, 還會造成霧霾 。 臭氧層空洞、全球變暖、危害人體健康等一系列問題, 就會層出不窮 。
我們需要藍天, 需要舒適的生活環境, 那就需要改變傳統的能源利用方式, 從一味地依靠化石能源, 轉而多途徑利用清潔可再生的能源, 如風能、太陽能、氫能、潮汐能、生物質能和地熱能 。 這其中儲量豐富的太陽能是目前我們最常使用的再生能源之一 。
我們知道, 太陽是一個巨大的火球, 中心可以達到數百萬以上的溫度, 表面也有5800攝氏度 。 太陽80%的質量是由氫組成的, 在太陽的內部會發生質子鏈式核反應 。 地球上的能源主要來自于太陽, 太陽和地球中間是真空的大氣層, 因此只能通過輻射的方式將太陽能輸送到地球上 。 太陽的輻射十分復雜, 由很多個波段組成的, 包括紫外線、長波輻射、紅外和可見光等等 。 每個波段都有自己的特點, 它們累加起來就形成總的太陽能 。
可以看出, 太陽能是太陽內部高溫核聚變反應所釋放的輻射能 。 從某種程度上講, 太陽能可以說取之不盡用之不竭, 每年到達地球表面的太陽輻射能大約是130萬億噸標準煤, 相當于目前全世界每年所消耗的各種能量總和的1萬倍 。
與此同時, 太陽能在目前的能源裝機中起到越來越重要的作用 。 2011年時我國在全球新增的裝機容量中占的比重非常小, 到2017年我們的新增的裝機容量已經達到世界的50%以上 。 截至2019年底, 我國的太陽能光伏的裝機容量已經超過2億千瓦, 相當于十幾個三峽水電站 。
太陽能除了能量巨大外, 還有許多的優點, 例如可再生性 。 而且, 其他幾乎所有再生能源的再生性, 其實都來源于太陽能的再生性 。 同時, 太陽能在時間上是長久的, 對于人類而言, 可以說是永久的、無限的 。 太陽能也是廣泛的, 整個地球表面幾乎都能照射到太陽光 。 相比于其他能源來說, 太陽能也是最安全可靠的 。
太陽能作為一種自然能源, 以其儲量豐富且無污染性的獨特優勢, 被國際公認為未來最具競爭性的能源之一 。 因此, 更加充分地開發和利用太陽能能夠讓我們更好地保持自然平衡, 充分體現可持續發展和人類回歸自然的理念 。

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