除了地热和核能,地球上几类能源的源头都是太阳。
目前火力发电仍然为发电的主力,而火力发电的原料是煤炭,煤炭是古代动植物经过特殊地质构造经年久月形成的化石。植物利用光合作用转化太阳能为自身能量,动物食用植物,间接吸收太阳能。动植物最终能源都来自于太阳,而动植物形成的化石可以看成存储太阳能的一种形式。火力发电在间接利用太阳能。
在太阳照射下,水蒸发或者升华到天空,再凝结成雨雪落到山川,形成小溪,汇聚成江河,人们利用水流的势能进行水力发电。水利发电就是将储存在流动的水中的太阳能,通过发电装置利用了起来。
风是空气流动引起的一种自然现象,它也是由太阳辐射热引起的。太阳光照射在地球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气的流动就产生了风。可以看出,风力发电也是在间接利用太阳能。
此外,我们可以直接燃烧煤炭、天然气产生热量供生产生活使用,加工石油成为煤油、汽油、柴油供车辆和设备使用,从石油中提取各种化工原料,做成各类产品,都在间接地利用太阳能。
我们发现,各类形式的发电和燃烧所使用的原料沉淀得时间越长,浓缩的太阳能就越多,而人类利用起来效率也就越高。
但是从另一方面也反映出人类利用太阳能的手段还比较落后,只能利用高燃值的原料说明人类转换太阳能的技术落后。随着人类的技术进步,直接利用太阳能,即发即用应该是未来转换和使用能源的大趋势。
近日,马斯克宣布了关于商用太阳能发电的最新进展,利用2.6万平方公里电池板和占地2.6平方公里的电池储能,就可以为美国963万平方公里的国土提供照明。也就是说,利用0.3%的国土面积进行太阳能发电,就可以解决全国大部分的能源问题。即使考虑到天气和维度因素,太阳能发电占用面积也不会超过国土面积的1%。这一数字让我们看到太阳能发电的前景,人类有望以对太阳能的直接利用为主要发电方式,其他发电方式为辅,实现长期的能源供给。
我们使用地球上本土化的经过浓缩的太阳能,将宇宙飞船推向太空,接替的能源供给来源于太阳,直到着陆另外的星球以后,找到本土化的能源替代方式。
一切发展以能源为基础,太阳系可利用的通用能源就是太阳能,就像走向世界要使用通用语言和货币一样重要,走出地球迈向太阳系就需要发展太阳能发电技术。所以,太阳能较其他发电方式污染小并非它的最大优势,当这种发电方式成为主流时,就代表着人类开始走出地球文明,迈向太阳系文明。
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