建立太陽能「小康之家」

2021-06-07 18:37:07 字數 1605 閱讀 2307

所謂「小康」是指可以維持中等水平的家庭生活狀況。那麼,什麼是太陽能」小康之家「呢?怎麼建立? 近

30年來,陽光電池(pv,

photovoltaic cells

,也叫」光伏電池「)的光、電轉換效率有了明顯的提高,一般而言,光、電轉換效率可以接近

20%,請見研究報告:」

concepts and manufacturing challenges for nano photovoltaics「

(2023年12

月7日發表)。這當然要歸功於奈米(

nano

)技術的進展。

讓我們這樣地」遐想「(即悠遠地思索):有一位西北邊疆地區的老牧民,近年來,由放牧改為定局,全家和諧美滿,其樂融融。那麼,他們還缺少什麼呢?答案是:電力照明與熱水**(包括冬季取暖)。那麼,該怎麼辦呢?

我們先講點自然科學的基本知識:純淨的氯化鈉(工業用鹽)晶體是無色透明的立方體,它的熔點是

801℃

,沸點是

1442℃

。關於熱容量,我們需要知道的是,單位」卡路里「

(簡稱「卡」,縮寫為

"calorie")

的定義是:將

1克水在

1大氣壓下提公升

1攝氏度所需要的熱量。也就是說,

1千卡約等於

4184

焦耳(注意:一千瓦小時(度)

=3600

千焦耳)。粗粗地估算一下:一度電(一千瓦小時)相當於把十公斤的水燒開(這只是乙個很粗略的估值,為了便於計算)。

大家知道,鹽的熱容量(比熱)接近於水,但是,其熔點卻很高,是儲存(高溫)熱量的理想載體。上世紀

90年代,美國西部太陽能電站就是採用工業用鹽作為電站儲存熱量的載體。現在,我們要問:乙個「小康之家」每天需要多少度電(滿足

電力照明與熱水**(包括冬季取暖))?

假定這個」小康之家「每天需要十度電(也許少了一點)。那麼,需要置備多少平方公尺的太陽能電池板?根據有關資料,在地球表面,每平方公尺平均可以接受

230瓦(峰值近

500瓦)的太陽能,考慮到太陽能(陽光)電池的光、電轉換效率(

20%),容易估算出:」小康之家「大約需要

16平方公尺的陽光電池板(假定每天平均日照時間為

10小時)。

簡而言之,」小康之家「需要購置

16平方公尺的陽光電池板以及

1頓工業用鹽(作為熱量儲備手段),還需要有乙個小型蓄電池(夜間照明使用),即可大體滿足」小康之家「的日常需要(所需總成本大約在一萬元人民幣左右)。

在」小康之家「的室內,採用太陽能」光觸媒「(

tio2

)淨化空氣,杜絕一切汙染,保護兒童健康。說明1

:太陽能熱水器的容量太小,而且不能產生」小康之家「所需要的電力**。工作原理是,白天用太陽能(採用電阻發熱原理)加熱」鹽「,夜晚再讓」鹽「釋放熱(借助熱水管道取「暖」)。有關使用太陽能的其他注意事項,在此暫且不提。說明2

,假定有乙個居住十幾戶人家的」小山村「,大家共同集資、維護乙個

200平方公尺的太陽能發電站(因地制宜),即可滿足小山村的日常需要,

......

(在美國西部,功率為

35萬千瓦的太陽能電站,在峰值時間,可以供給

23萬戶人家使用,與本文估值基本相同。)

建立太陽能「小康之家」

所謂 小康 是指可以維持中等水平的家庭生活狀況。那麼,什麼是太陽能 小康之家 呢?怎麼建立?近 30年來,陽光電池 pv,photovoltaic cells 也叫 光伏電池 的光 電轉換效率有了明顯的提高,一般而言,光 電轉換效率可以接近 20 請見研究報告 concepts and manufa...

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