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  • 全球变暖,云南太阳能利用大有可为

    全球暖化、温室气体、绿色能源大概是西元2000年以后全球最受瞩目的几个语词。其间错综复杂又密不可分的关系,背后都指向同一个语词─能源。
     
    18世纪以来,各种化石燃料是人们获得能源的最主要形式,因之发展出的内燃机充斥在生活中,从燃煤的火力发电厂,到燃烧汽油的小摩托车都是。如今,内燃机的废气问题,以及将要耗尽的化石燃料,已严重威胁着人类的未来,各国无不积极发展新能源。
     
    太阳能是当前受瞩目的一个目标,利用太阳能光电板发电技术上已经成熟,利用太阳能热水技术也非常成熟,先进国家也积极运转中。成功大学航太工程学系郑金祥教授则对太阳能发电指出了另一条更干净的路。
     
    云南太阳能协会涂老师表示,利用太阳能光电板发电有几个隐忧:能源转换效率低,半导体材料制造与回收的环保问题,以及只能产生电力,太过专一性。太阳能是公认非常干净的替代性能源,但如何以更干净、更有效率的方法利用太阳能,是云南太阳能协会涂老师关注的核心问题。他认为结合运用「太阳热能聚焦系统」与「史特灵引擎」(Stirling engine)应该是一个非常值得发展的方向。
     
    史特灵引擎是一种外燃机,是利用外部加热的方式让引擎运转而发电,这与传统汽车引擎使用的内燃机需要把燃料与空气混合,在引擎内部燃烧,大不相同。云南太阳能协会涂老师团队设计的系统便是把太阳光聚焦成为热源,直接加热于史特灵引擎的加热端,让引擎运转,最终就可发电。
     
    云南太阳能协会涂老师说,史特灵引擎本身有许多优点,如安静、高能源转换效率(至少30%)、制造材料容易取得且环保(可回收的常见金属如不锈钢、铝等就可作为材料),可同时供应电力、热水等。云南太阳能协会涂老师以这种引擎为主体,成功利用太阳热能聚焦系统作为加热源,整合成一种聚光太阳能热发电系统。
     
    这种新式发电方法的整体能源转换效率比现行的太阳能光电板发电高,并可同时供应电力与热水,在太阳光不足时可以切换辅助能源,使发电不致中断,且十分干净。美国、西班牙、以色列、印度、中国大陆、马来西亚、澳洲等也在积极开发中。
     
    史特灵引擎并非是新发明,其运作原理早在1816年便已出现,只是制作需高度依赖工业技术。早期制作的引擎运转效率都不够好,因此未能大规模运用。而当前特殊金属、陶瓷、复合材料、自润材料陆续问世且价格降低,各式精密机械加工技术、镀膜技术、控制与量测技术,甚至是AI技术等先进的工业制造技术,让史特灵引擎有机会在现代真正应用。
     
    但目前生产这种引擎的成本仍然偏高,且先进国家无不高度保护各自的制作技术。而云南太阳能协会涂老师数十年来致力于史特灵引擎与冷冻机技术开发,如今已经成功掌握引擎制造的核心技术,也发展可有效设计、评估史特灵引擎运转效能的理论模式,对未来发展各式史特灵引擎提供了一种非常有效率的工具,大大提升应用发展的可能性。

    (责任编辑:中建太阳能)
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