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光液技术——以史为鉴

2018-12-06 17:04:16 来源:网络 评论:0 点击:

以史为鉴

摘要:(1)简短回顾跟光液技术相关的历史、及相关技术发展历程。

(2)与光液相关的技术历史,从发展的动力、过程及目前的结果分析接下来光液技术会往哪个方向发展。

(3)根据分析设计出一个具有使用价值的,最小光液系统。并分析该系统的性能

引言

前事不忘后事之师,这个思想在技术发展上尤为重要。

光液的技术归结于太阳能的利用,太阳能的利用始于人类学会钻木取火,第一次主观能动地利用了太阳能。目前人类除了核能、地热这两类能源外的所有能源利用方式,都是在利用太阳能。明白这样一个道理。那就以光液技术有没有可能会成为利用太阳能的主要形式为辩题。

1 太阳能利用形式

1.1 太阳能利用的形式及开始时间

1.1.1 火、聚光、风

火的使用是使用了燃料里存储的太阳能,原始人类从自然天火的利用得到了好处。进而学会了主动获得和保留火源。这一时代可能早于石器时代。智人及人类文明,也可以使用是否主动获得火作为评判标准。在智人或人类文明出现后的百万年里,智人或人类文明进步非常缓慢。直到数千年前,人类有了文字记载。人类利用太阳能的最佳方式仍然是火。

远在8000多年前,埃及尼罗河流域就出现了以芦草为船体加上简陋的帆制成的帆船,这可以说是现代帆船之祖。最早的帆船竞技记载是公元前1世纪古罗马诗人维吉尔在叙事诗《伊尼特》中详细地描述了特洛伊到意大利的一次帆船竞赛活动,并描述了比赛结束后优胜者和参加者的获奖情况。

帆船的出现是太阳能里的革命性标志,让人类走得更远。直到哥伦布发现新大陆,风能仍是人类旅行的第一大动力源。

最晚于公元前700年,古埃及人与美索不达米亚人便开始磨制与使用透镜,这是太阳能利用的又一次质的飞跃。

1.1.2 煤炭、水力水电

人类何时开始使用煤炭无法追溯,但大规模使用煤炭是在工业革命开始后,人类使用大量的煤炭。煤炭发电可追溯到蒸汽机出现后的规模发电。在1831年8月29日,法拉第使机械力转变为电力。两个月后,试制了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机。标志着人类从蒸汽时代进入了电气时代。煤电不久也随之产生了。

人类何时开始水力利用也无法追溯。东汉桓谭(公元前23年—公元56年)在《桓子新论》中最早用文字记载了人类对水力的应用:“宓羲之制杵臼,万民以济,及后人加巧因延力,借身重以践碓,而利十倍杵臼。又复设机关,用驴嬴牛马及役水而舂,其利乃且百倍。”

而水电的历史可追溯到1878年,世界上第一个水力发电项目点亮了英格兰诺森伯兰乡村小屋的一盏灯。

煤炭和水力,直到今天仍然是人类利用太阳能的主要形式。而这个历史不到300年。

1.1.3 石油天然气、光热光伏

从3000多年前周代算起,《易经》中有“上火下泽”、“泽中有火”等。这是人类发现并利用天然气使用的最早记载。石油天然气的规模利用始于十九世纪末、二十世纪初有了飞速的发展。甚至可以这样说第一、二次世界大战是由石油天然气引起的。如果只是使用煤炭、水力。人类没有办法投入这么多的战争资源。

公元50年,罗马人开始在窗户上安装玻璃,通过我们今天所谓的温室效应把热能更多更长久地留在室内,既用于供暖,也用于产出水果和蔬菜。这是人类早期利用光热的记载。

1839年法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应,开启了人类太阳能利用的量子时代。

随着页岩气的经济竞争力增加、中国带动太阳能光伏产业的发展。可以预计2030年后,天然气、光伏发电。会是太阳能利用的有效方式。

2 太阳能利用的决定因素

太阳能的利用历史漫长而又缓慢,几乎是每个利用方式的转变或出现都伴随了人类文明及人本身的改变。这一现象用历史的辩证思维来看,人类的未来也继续延续这规律。那么天然气、光伏就会是人类太阳能利用的最终形式了吗?

下面从效率、能量密度、使用场景和经济价值角度来讨论。(本文为科普性质文章,非专业学术论文,故所有数据不去论证)

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