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日光发动机和日光加热器

来源:不详       更新时间:2013-1-14 12:00:48
 
    有一种极吸引人的想法,就是利用日光能来烧热蒸汽机的锅炉。让我们先来做一个不太复杂的计算。地球上每一平方厘米的表面,在大气界限以外受到太阳光线的直射,每分钟接受到的日光能,是能精确地测量出来的。这个数量显然是不变的,所以把它叫做“太阳常数”。太阳常数的数值,就整数来说,是每分钟每平方厘米约8焦耳。可是,太阳经常不断地给地球送来的这份热量,并不能完全到达地球表面:大约有半个小卡钟里接受的热量,可以算它5.8焦耳的热量。改用平方米来说,就是每分钟58000焦耳,或每分钟14大卡,也就是每秒钟大约1/4焦耳。我们知道,4.18千焦耳(l大卡)的热完全变成机械工作的时候,可以产生4184.6焦耳(427千克力米)的功。因此,竖直地射在1平方米地面上的日光,大约可以供给我们980焦耳每秒或略大于980瓦的能。
  
  要太阳的辐射能完成这么多的功,必须在最有利的条件下──阳光得竖直地射在地面上,并且得100%变成功。可是目前已经实现了的那些直接利用日光能做动力的尝试,离这种理想的条件还很远。它们的效率都不超过5%~6%。只是在最近才有几种最有效的日光发动机,效率达到了15%。
  


  利用太阳的辐射能来做机械工作比较难,但是利用它来产生热却比较容易。如太阳能热水器,是目前使用最普遍和成效最好的一种太阳能装置,它可以为家庭、工厂或浴室、旅馆等公共场所提供洗澡、洗衣、炊事等用途的热水,水温在夏季一般能达到50-60摄氏度。这种装置构造简单,成本不高,在北纬45度到南纬45度之间的城乡地区最适用,因为这个地区里每年大约有2000小时以上的日照时间。现在全世界至少有几百万台太阳能热水器在工作。
  
  还有利用太阳能来蒸煮食物的太阳灶,利用太阳能来干燥农副产品的太阳能干燥器,在广大农村地区,特别在燃料缺乏的地区,也很有发展前途。
  
  在有些干旱的沿海或海岛地区和一些内陆咸水地区,还利用太阳能蒸馏器来制取淡水。
  
  另外,在某些现代化的建筑设计中,正在考虑利用太阳能供建筑采暖或空气调节。

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