【正文】 10 KW～100KW電池是電動(dòng)汽車的首選動(dòng)力源 ， 是整個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向； 100KW以上電池是特殊條件下電站動(dòng)力源 ， 如軍用 、 邊遠(yuǎn)地區(qū)等用途 。 57 21世紀(jì)的主要能源 —— 太陽(yáng)能 太陽(yáng)是一個(gè)熾熱的氣體球 ， 蘊(yùn)藏著無(wú)比巨大的能量 。 地球上除了地?zé)崮芎秃四芤酝?， 所有能源都來(lái)源于太陽(yáng)能 ， 因此可以說(shuō)太陽(yáng)能是人類的 “ 能源之母 ” 。 沒有太陽(yáng)能 ， 就不會(huì)有人類的一切 。 人們利用太陽(yáng)能的方法主要有三種 ， 一種是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能 ， 即光電轉(zhuǎn)換 。 太陽(yáng)能電池就屬于這種轉(zhuǎn)換方式；第二種是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成熱能 ， 即光熱轉(zhuǎn)換 ， 如太陽(yáng)能熱水器等；第三種是使太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 ， 即光化學(xué)轉(zhuǎn)換 ， 如太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等 。 太陽(yáng)灶 58 太陽(yáng)能 59 60 太陽(yáng)能計(jì)算器 太陽(yáng)能發(fā)電站 61 有了太陽(yáng)能電池 ， 就為太陽(yáng)能的利用開辟了廣闊的途徑 ， 人造衛(wèi)星和宇宙飛船探測(cè)宇宙空間時(shí)用上了重量輕 、 使用壽命長(zhǎng)和耐沖擊振動(dòng)的太陽(yáng)能電池 。 衛(wèi)星和飛船的巨大鐵翅膀上就密密麻麻排滿了太陽(yáng)能電池 ， 組成了太陽(yáng)能電池板 。 此外 ， 太陽(yáng)能飛機(jī) 、 太陽(yáng)能汽車 、 太陽(yáng)能汽艇等 ， 都是由于裝上了太陽(yáng)能電池板才能飛翔和行駛；還有如太陽(yáng)能電話 、 太陽(yáng)能彩色電視機(jī) 、太陽(yáng)能電視差轉(zhuǎn)機(jī)等 ， 都是使用太陽(yáng)能電池而工作的 。 目前 ， 世界各國(guó)都在大力研究新型太陽(yáng)能電池 ， 提高光電轉(zhuǎn)換率 ， 使太陽(yáng)能的開發(fā)利用進(jìn)一步深化 。 太陽(yáng)能的開發(fā)方興未艾 ，研制出的太陽(yáng)能新產(chǎn)品層出不窮 。 例如 ， 英國(guó)研制成功一種太陽(yáng)能冰箱有九塊吸熱板 ， 晴天時(shí)它可以向冰箱的蓄電池充電 ，一天的充電量足夠冰箱使用五天 。 瑞士發(fā)明了一種太陽(yáng)能熱水瓶 ， 僅重 400克 ， 通過(guò)裝在瓶底部的像鏡子似的折疊鋁葉板吸收太陽(yáng)能 ， 用來(lái)燒開水 。 有陽(yáng)光時(shí) ， 燒一瓶水僅需要半小時(shí)左右 。 62 對(duì)太陽(yáng)能這種新能源的開發(fā)利用 ， 當(dāng)前還僅處于初始階段 。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)能源日益增長(zhǎng)的需求 ， 太陽(yáng)能的開發(fā)利用必將出現(xiàn)一個(gè)蓬勃發(fā)展的新局面 。 我國(guó)幅員遼闊 ， 有著得天獨(dú)厚的太陽(yáng)能資源 ， 全國(guó)大部分省市地區(qū)的年日照時(shí)間平均可達(dá) 2022小時(shí)以上 。 太陽(yáng)每年投射到我國(guó)廣大國(guó)土上的能量 ， 約有一億億千瓦時(shí) ， 差不多相當(dāng)于 20，000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所具有的能量 。 我國(guó)很早就對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行了開發(fā)利用 ， 并取得了顯著的成果 。例如 ， 我國(guó)研制的單晶硅太陽(yáng)能電池 ， 于 1971年成功地應(yīng)用在我國(guó)發(fā)射的第二顆人造衛(wèi)星上 。 1985年 10月 ， 我國(guó)第一座太陽(yáng)能電站在甘肅省榆中縣建成 ， 電站裝有多晶硅電池板 ， 能將吸收的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能 ， 并儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi) ， 即使有六 、 七天不出太陽(yáng)也能照常供電 。 63 太陽(yáng)是人類的能源寶庫(kù) 太陽(yáng)一刻不停地向宇宙空間中發(fā)送著大量的能量 。 據(jù)計(jì)算 ， 僅一秒鐘發(fā)出的能量就相當(dāng)于 量 。 太陽(yáng)發(fā)送到地球上的能量雖然很多 ， 但只占它向外輻射能量的 22億分之一 。 由于地球表面大氣層的反射和吸收 ， 真正到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能 ， 大約相當(dāng)于目前全世界所有電站發(fā)電能力總和的 20萬(wàn)倍 。 地球每天接收的太陽(yáng)能 ， 相當(dāng)于全球一年所消耗的總能量的 200倍 。 太陽(yáng)發(fā)光放熱的歷史已達(dá)四十多億年以上 ， 據(jù)科學(xué)家們預(yù)計(jì) ， 太陽(yáng)釋放巨大能量的時(shí)間還將持續(xù)幾十億年 。 因此 ， 太陽(yáng)可稱得上是人類取之不盡 、 用之不竭的能源寶庫(kù) 。 太陽(yáng)能具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 它沒有一般煤炭 、 石油等礦物燃料產(chǎn)生的有害氣體和廢渣 ，因而不污染環(huán)境 ， 被稱作 “ 干凈能源 ” 。 （ 2） 到處都可以得到太陽(yáng)能 ， 使用方便 、 安全 。 （ 3） 成本低廉 ， 可以再生 。 64 盡管人們對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)利用方式如此豐富多樣 ， 然而直到目前為止 ， 所利用的太陽(yáng)能與太陽(yáng)照射到地球上的能量相比 ， 僅是滄海一粟 ， 而且使用效率較低 ， 規(guī)模也較小 ， 致使大自然賜予的這種寶貴能源大部分損失掉了 。 所以 ， 用現(xiàn)代化方法大規(guī)模地開發(fā)利用太陽(yáng)能 ， 已成為擺在人們面前的一項(xiàng)重要任務(wù) 。 太陽(yáng)能電站 太陽(yáng)能熱管 太陽(yáng)池發(fā)電 太陽(yáng)能氣流電站 太陽(yáng)能電池 太陽(yáng)能的儲(chǔ)存 太陽(yáng)能空間電力站 65 21世紀(jì)主要能源核聚變能 已故中科院院士 、 著名核物理學(xué)家王淦昌在 “ 21世紀(jì)主要能源展望 ” 的報(bào)告中說(shuō) ， 目前化石 燃料在能源消耗中的比重仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì) ， 但是 ， 此類能源資源有限 ， 污染環(huán)境 ， 有溫室效應(yīng) ， 因此尋找新的 、 干凈的 、 安全的理想新能源 ， 成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)要解決的重要課題 。 他說(shuō) ， 在新能源開發(fā)中比較現(xiàn)實(shí)的是核能 ， 它將逐漸發(fā)展成為新世紀(jì)的一種主要能源 。 他同時(shí)預(yù)測(cè) ， 21世紀(jì)中后期 ， 核聚變能可能成為核能新秀 。 核能的釋放 ， 通常有兩種形式 ， 一種是重核的裂變 ， 即一個(gè)重原子核 (如鈾 )分裂兩個(gè)或多個(gè) 中等原子量的原子核 ， 從而釋放出巨大的能量；另一種是輕核的聚變 ， 即兩個(gè)輕原子核 (如 氫 )聚合成一個(gè)較重的核 ， 從而釋放出巨大的能量 。 理論和實(shí)踐都證明 ， 輕核聚變比重核裂 變釋放出的能量要大得多 。 66 核能 英國(guó)的原子能發(fā)電站 大亞灣核電站 67 受控核聚變比受控核襲變要困難得多、復(fù)雜得多，因?yàn)樗仨毦邆湟韵?3個(gè)條件： (1)足夠高 的點(diǎn)火溫度，需要幾千萬(wàn)攝氏度甚至幾億攝氏度的高溫； (2)反應(yīng)裝置中的氣體密度要很低 ，相當(dāng)于常溫常壓下氣體密度的幾萬(wàn)分之一； (3)充分約束，能量的約束時(shí)間要超過(guò) 1秒鐘。 1991年 11月 9日，位于英國(guó)的聯(lián)合歐洲核聚變環(huán)形裝置實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們使用氫的同位素氘 氚混合燃料，成功地進(jìn)行了一次受控核聚變?cè)囼?yàn)，這次試驗(yàn)溫度達(dá) 2億攝氏度，約束時(shí)間持 續(xù) 了 2秒，經(jīng) 40種不同的檢查，證明是一次成功的、真正的核聚變。 核融合要在很高的溫度下才會(huì)發(fā)生。 目前，激光技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，使高溫點(diǎn)火問(wèn)題獲 得解決，世界上最大的激光器輸出功率已達(dá) 100萬(wàn)億瓦，足夠點(diǎn)燃核聚變之用。此外，利用 超高頻微波加熱法也可達(dá)到點(diǎn)火溫度。 68 核聚變發(fā)電與核裂變發(fā)電相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，一是聚變能比裂變能要大好多倍， 30毫克的 氘通過(guò)聚變反應(yīng)能釋放出相當(dāng)于300公升汽油的能量；二是資源蘊(yùn)藏豐富，重核裂變使用的 主要燃料鈾，目前探明的儲(chǔ)量?jī)H夠使用約 100年，而輕核聚變用的燃料是海水中的氘， 1升海 水可提取 30毫克氘，相當(dāng)于 300升汽油；三是成本低， 1公斤濃縮鈾的成本約為 ， 而 1公斤氘僅需 300美元；四是安全可靠，核聚變不產(chǎn)生放射性污染物，萬(wàn)一發(fā)生事故，反應(yīng) 堆會(huì)自動(dòng)冷卻而停止反應(yīng)，不會(huì)發(fā)生爆炸事故。 69 我國(guó)第一座自行設(shè)計(jì)、建造的秦山核電站 70 大亞灣核電站 71 美國(guó)喲撲核電站 72 73 核能的能量 1g鈾 235完全分裂所產(chǎn)生的能量。 ≒ 燃燒 2022公斤的石油 ≒ 三噸重煤炭的能量 ≒ 23萬(wàn)小時(shí)電視 (100瓦特 )電能 74 核能發(fā)電的問(wèn)題 ? 鈾來(lái)源有限 ，鈾 235占天然鈾礦的 1%以下。 ? 廢熱： 造成熱污染，影響環(huán)境。 ? 核輻射廢料： 必須隔離存放。 ? 意外事故： 可能造成嚴(yán)重後果。 ? 核能廠施工期長(zhǎng)、投資成本大、優(yōu)良廠址難尋。 75