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导语:我们都知道,五分之一到四分之一的地球表面是被沙漠覆盖着的,该地区雨水少、沙尘频繁、温差大,是人类无法生存的自然环境,只有很少的几个地方有珍贵的绿洲,其它地方都是贫瘠的。伴随着科技特别是新能源技术的迅速发展,人们把能源开发的目标转向了沙漠地区。该地区面积大,光热资源十分丰富,有很好的太阳能开发条件。人们也提出了大胆的想法,如果我们国家的沙漠都铺上太阳能光板,储存的电量够用吗?
如果将我国的沙漠都铺上太阳能板,发的电够全国使用吗全国陆地沙漠面积约万平方公里,是世界上沙漠分布最多的国家之一,其中还有60万平方公里的“纯沙漠”,沙化土地面积为70万平方公里,其中大部分分布在我国西部和西北地区。这里天气干燥,少雨,太阳辐射强度高,日照时间长。在我国最大的沙漠塔克拉玛干沙漠中,面积33万平方公里,地势平坦,人口稀少。根据科学家的估计,在中纬度的沙漠中,每平方米的地表每年可储存约瓦的太阳能。
所以,如果在塔克拉玛干沙漠上完全覆盖太阳板,太阳能每年可接收6.6*10^14度(千瓦时),根据统计数据,年我国社会总用电量为7.5兆度(千瓦时),所以理论上,仅塔克拉玛干沙漠接受的太阳能,就足以被全国各行业和家庭充分利用,当然,以上是理论计算的结果。太阳辐射能完全转化为电能进行接收和发电,事实上,现有的技术还没有达到这个水平。限制因素主要如下,一是太阳电池转换效率低,目前硅太阳电池被广泛应用,有单晶硅和双晶硅两种,而实际转化率在15%左右,后者在12%左右。
其次,光照条件影响较大。阴雨连绵的时候,吸收太阳光的能力会急剧下降,此外,在日出之后、日落之前,平均转换效率也将大大降低。三是除了太阳能板,沙漠表面还保留至少50%以上的空地供维修,将上述因素结合起来,在实际中利用光能,太阳能电池板的综合转换效率可达到3%-5%。因此,效率低、占地面积大、维护繁杂,在人口集中地区大力发展受到限制,价格效益比低。
即便遵循了刚才塔克拉玛干沙漠的例子,即使太阳能电池板效率不到5%,只要把33万平方公里的土地都覆盖起来,每年的电力消耗与我国全年的用电量基本上是一样的,这样想,简直是大错特错。目前,全球沙漠地区尚无大规模太阳能发电的实例,只是在局部地区局部应用,原因其实还是成本与效益的矛盾。第一,运行维护问题,沙尘暴的出现是沙漠地带常见的现象,空气中常常充满沙尘,在重力作用下持续下沉,如此,太阳能板上就会出现沙尘覆盖的问题,是不能按自然作用进行整理的,而且会越来越多,需要靠人力及时清理否则发电效率将直线下降。
其次是运输问题,施工期间需要向施工现场输送大量材料和设备,进行维修所需的设备和生活用品。荒漠地区基本上没有固定的道路,特别是腹地不但没有路,车也不能正常行驶,那这些物资怎么运输?单靠人和骆驼是不行的。荒漠地区温差大、风沙强,太阳板在这种环境下寿命会大大缩短,维修费和生活费也将变得很高。
四是输电损耗问题,我国的用电量主要集中在东部沿海地区、人口集中、工业发达的地区,其次是中部和西部。若送往东部中部地区,线路将会很长,电力损耗也会增加,另外,输电线维护也是一个大问题。我国沙漠地区广阔,有较大规模开发和利用太阳光的优越条件,但由于建设、运行、维护、运输等方面的成本过高,使其受到了限制,不可能大规模发电和远距离运输。
我国沙漠众多,这些沙子可以盖房子或填海吗?让科学来解释答案沙漠面积那么大,那么能用沙漠建造房屋吗?众所周知,沙地是工程建筑中不可缺少的一种材料,我国沙漠和戈壁总面积约为万平方公里,这样的大地方什么也没有,只有沙子。如果把这里所有的沙子都拿来盖房子,会节约很多资源吗?但科学告诉我们,沙漠里的沙子不能直接用于建筑。
第一,沙漠中的沙子碱性过高,这些沙子是在干燥的自然环境中生成的,因此它含有大量的碱。这种沙与水泥混合时,水泥灰浆强度不够,容易产生裂缝。第二,沙地里的有害物质含量过高,与河里的沙不一样,沙漠里的沙子大部分是风化后的产物,没有经过水的过滤、洗涤,它们所含的有害成分也比较多,因此,这种沙子无法建造房屋。再有,沙漠中的沙粒太细,建筑用沙也有一定的标准,沙粒直径通常大于1毫米,但是荒漠里的沙子很细。通常尺寸在0.3mm以下,因此无法满足建筑需求。
最后,就算用沙子建造房屋,运费也比建筑沙贵得多,用沙漠沙建造房屋显然不划算。事实上,不只是沙漠上的沙无法建造房屋,大海里的沙也不可以,由于海沙中含有大量的氯离子,它具有很强的腐蚀性,会对建筑物中的钢筋产生腐蚀,用海沙建造的房子一般也只能存在6-10年,甚至还不如木屋。沙漠沙和海沙不能建房子,那能把沙漠沙拿来填海吗?与西电东送、南水北调一样,绝对是利国利民的好事,但现实是不行的,因为沙漠地区主要分布在中国的大西北,假如把这里的沙子运往东南填海,距离就在公里以上,由于运输很大,所以要考虑运费,这个计划并不划算。
结语:不过科学家发现了沙漠沙的有用之处,比如,用这些沙子制成地砖,这种地砖可以让雨水%渗入地下,将沙漠地区的降水节约起来。此外,这些长时间被太阳照射的沙子实际上具有某种作用,可以用来沙浴。万事皆有其规律,几亿年前,这些干涸的荒漠还曾经是碧波万里,这些沙漠的风景也是不容错过的。