利用来自太阳的能源

你曾试过在骄阳之下坐在密闭的车箱里一段长时间吗？那种热力会使人几乎无法忍受！毫无疑问地，太阳蕴藏着大量的能源。

请考虑一下，太阳能可以被用来作为我们家中的热源、开动我们的家庭电器、在夜间照亮我们的城市、发动我们的汽车或供应我们的各种电力需要。事实上，太阳能是这么大量地落在地球上，以致人若能利用它流落在地球上十五分钟的能量，便足以供应全世界目前的需用量一年之久！

但是，也有人对此表示怀疑。有人认为阳光过于扩散，难以作为实际的能源。据《职业工程师》杂志编者卡尼尔说：“暖热一间普通的美国建筑物所需的能量要比每年从太阳落在该建筑物上的能量达六倍至十倍之多。”

一项实用的能源？

你也许会对在利用太阳能方面的长足进步感觉惊异。著名地质学家许拔治博士指出：“太阳能不仅是理论而已。我们所讨论的是已经存在的东西，是已经能够实行的事情。”

这些事情是什么呢？例如，太阳可以被利用来供应家庭电力吗？在写给纽约《时报》编者的一封信中，美国参议员阿布利克解释：“将太阳能改变为实质数量的电力的技术已经确立了。”因此这位议员敦促说：“现时的主要努力应该集中于将太阳能改变为可用的电力能源。”

可是，这样行在现时还未有合乎经济的方法。诚然，太阳可以被利用来供应家庭电力需要是毫无疑问的。轨道上的人造卫星利用太阳能来供应太空船上电器装置的电力。但是利用阳光发电仍然过于昂贵而不切实际。

大多数权威人士认为利用太阳能的第一步骤不是发电而是使水温热和供应屋宇的冷暖气。有些太阳能专家声称，不少屋主人甚至在现时这样行也是切合实际的。方法是吸收太阳热力和将之积存和循环以温暖房屋，或利用热力来开动空气调节机。

以研究利用太阳能为业的贸易和企业总裁威尔伯指出：“在建筑物中装置太阳能的暖气设备的一切器材目前均可在市场购买得到。今日所需要的是一个商业机构愿意将所有器材集合一起向大众发售。”

有任何商业机构快将开始这样行吗？利多路公司的副总裁格里斯对此表示乐观。“在三年至五年内”，他声称，“你应该能够从美国西亚士邮购公司的目录上买得到太阳暖气系统。”

这种乐观看法有充分根据吗？大量生产太阳暖气系统的工业会发展起来吗？

兴趣增加——原因何在？

人们对于太阳能的兴趣无疑正日益增加。前年五月有数以千计的人参加太阳能工业协进会在美都华盛顿召开的研讨会。当佛罗里达州冬园的环境知识中心宣布发行一本“如何建造太阳热水系统”的免费小册时，初版的5,000本在十日内即派发完竣。

美国的报章和杂志刊登许多关于太阳能被用来作为泳池、住宅、学校和其他建筑物暖气系统的新闻。有几项报导如下：

◆ 科罗拉多州一位置业家在新建的分层大厦中装置太阳暖气系统。

◆ 加州圣克莱拉市计划在新建社区中心装设太阳能的冷暖系统。

◆ 乔治亚州亚特兰大的一间学校已装置太阳能暖气系统；在华盛顿市、巴的摩尔和波士顿附近的许多学校亦然。

◆ 维蒙特州的休假新村和滑雪之家计划兴建阳光暖气系统。

◆ 西部许多农场主人正计划以太阳热收集器来干燥谷物以取代石油汽干燥机。

什么促使人对利用太阳能大感兴趣呢？主要是，他们意识到现行发电系统的更改是无可避免的。这件事必然来到。为什么？因为主要的能源——石油、天然瓦斯和煤——已日渐短促，有些专家声称蕴藏量行将枯竭。燃料价格已经飞涨。再者，化石燃料的运用已开始染污环境至成为难题的地步。

太阳能的光明前途

太阳能还有不少优点。它是用之不竭的，它不会染污环境，而且是免费的，所需的仅是装设费用。据说太阳暖气系统若能大量生产，便会比传统的暖气系统更加合乎经济。

由于获悉太阳能的多项优点，不少科学家正鼓励人作大规模利用。纽约一位化学家滋利格博士甚至在国际环境会议中声称：“显而易见地，只有利用太阳能才是世界能量染污难题的长期解决办法。”

这种能源也赢得政府的信任。许多年来，美国政府对太阳能计划每年只许动用100,000美元。但在1973年增至四百万美元，在1975年估计动用二千五百万美元，在1976年的国会预算中，研究和发展太阳能可以动用一亿美元以上。

有些国家已能利用太阳来供应热水的需要。例如，日本在1974年出售了将近160,000个太阳热水器，以色列据说已有150,000左右的太阳能装备，每五个家庭便有一个用太阳能热水。澳洲据说有10,000个家庭使用太阳能热水器。

阳光在美国行将成为一个主要能源。你也许感到惊异，普通家庭所付的能源账单在热水和冷暖气方面占了百分之80以上的金额。该国所消耗的能源有四份一以上是用在这三方面的！若将阳光仅是用在这几件事上，每日也可以节省几百万桶石油。

前年美国的一项调查表明，有将近二百间的太阳暖气房屋在完成、兴建或计划中。为了装备这些房屋，有一间太阳能器材公司启业；事实上，据报美国已有十多家太阳能器材制造商。可是，你也许会纳罕，现代太阳热力装置包括些什么呢？

怎样利用太阳能

这种工业既是还在婴孩时代，因此尚未达到标准化。但基本的系统是由一个太阳能集热器、贮热水箱和分配系统构成。

集热器通常在屋顶上以能吸收最大量阳光的角度装置。集热器的基本原理与温室相似。在黑色的吸热板上覆以玻璃或胶片。吸热板多数用铝片造成，髹上一层特制的黑色吸热漆。通过黑色吸热板的是一条内藏液体，通常是水，的管子。有一种系统的吸热板是波状的，在波沟中装有暖气炉式的管子。

阳光透过玻璃或胶片，黑色吸热板遂吸收进入的热力。板上管子里流着的水可以加热至华氏200度或以上。热水流入贮藏箱中，箱子多数装置在地窖里。可是，在简单的热水系统方面，箱子往往和集热器一同放在屋顶上。大约140加仑容量的水箱足以供应四口之家的热水。

可是除了热水之外若同时供应冷、暖气的需要，则一间普通大小的美国住宅便要装置数千加仑容量的贮热水箱。其中一个系统是这样温暖房屋的：首先将热水吸入导管内，弄热其中的线圈。随即让空气吹过线圈而发热，再将热空气循环以温暖房屋。

在冷却房屋的场合，热水要通过一副经过改装，以热水代替燃烧煤气作为热源的空气调节机。太阳空气调节机还有一项优点，因为在阳光炽烈，需要更多冷气的时候，开动系统的能源也有较多的供应。

效率良好的太阳暖气系统现时可以大量生产吗？不少科学家认为可以。纽约州北部西拉郝士大学的两位教授写道：“从技术方面说来，开始大规模实行为时尚早。有些研究家、工程师和建筑家，包括西拉郝士大学能源研究协会的成员，均认为在这个时代建屋，甚至在当地的纬道上，也可以完全依靠太阳能取暖。”

正如上述，有些太阳能专家认为在三年至五年之内，这样的太阳暖气系统将可在市上出售。可是研究太阳能多年的芝加哥大学教授温斯顿却提出警告说：“从少数利用太阳热的房屋到从西亚士公司购买太阳暖气装置还有一大段时间。”

观察这项发展是令人感兴趣的。可是，利用太阳能发电的前途又如何呢？

利用太阳能发电

利用太阳能发电有两种方法是通常作为话题的。其一是，利用太阳能煮热液体发出蒸汽，蒸汽依次地发动涡轮机。据估计由五至七平方哩的地方收集太阳热的蒸汽发电厂所生的能源便可以与最大的核子发电厂相若。现时已有不少人鼓吹建造这样的太阳能发电厂。

“这件事看来是可能的”，明尼苏达大学机械及航空学院院长左顿博士指出，“利用今日的物质和工作法，我们可以在指定地点将落在地球上20%的太阳能改变成热能，然后转为可用的电力。这意味到足以供应美国在未来多年的需用，我们可以在经济上力所能及的范围内，尽量利用荒地，例如沙漠，以避免造成染污。”

可是，有些人认为这种发电方法是错误的。世界最大的太阳能研究院之一的院长花伯尔博士说：“你不会在亚利桑那州建一个庞大发电厂，再将能源输送到佛罗里达州。太阳能落在你的屋顶、你的院子和你住宅的墙壁上。就地取材加以发展可能更合乎经济。你其实不必有庞大的太阳能发电站。”

不错，就在家里便可以将阳光改变成电力。方法是利用太阳电池。这种电池由极薄的矽片构成，在阳光照射它们的表面时即可以产生电流。目前在轨道上的人造卫星即以这些光电的电池产生电力。在屋顶上安设一个一千方尺的长寿电池便足以供应现代家庭所需的电力。可是，以太阳电池作为这样的用途现在太昂贵了。但未必永远是如此，正如美国参议员阿布利克所声称。

他说，“美国有多处地方的实验室正在产生光电电池，倘若大规模制作，（据太阳电池工程师的意见）便可以和其他方式的发电厂竞争。……将太阳能改变成电力比试图在美国每个家庭安装太阳冷、暖气系统对许多人有较大的影响。”

大阳能的前途如何？

在太阳里面诚然有大量不会造成染污的能源可以利用来供给人类的需要。但是如何加以利用和何时才能实现等都是很适切的问题。

有些障碍是为人公认的。《机械设计》杂志评论说：“太阳能之被人忽视大部份可以归咎于在化石燃料制度中根深蒂固的经济体系，既得利益和政府的官僚主义。”

这些障碍能否克服？会有一项真正的承担去发展这种免染污的能源，以节省地球上急速枯竭的石油、天然瓦斯和煤炭等资源吗？拭目以待无疑会很有趣味。