利用來自太陽的能源

你曾試過在驕陽之下坐在密閉的車箱裡一段長時間嗎？那種熱力會使人幾乎無法忍受！毫無疑問地，太陽蘊藏著大量的能源。

請考慮一下，太陽能可以被用來作為我們家中的熱源、開動我們的家庭電器、在夜間照亮我們的城市、發動我們的汽車或供應我們的各種電力需要。事實上，太陽能是這麼大量地落在地球上，以致人若能利用它流落在地球上十五分鐘的能量，便足以供應全世界目前的需用量一年之久！

但是，也有人對此表示懷疑。有人認為陽光過於擴散，難以作為實際的能源。據《職業工程師》雜誌編者卡尼爾說：「暖熱一間普通的美國建築物所需的能量要比每年從太陽落在該建築物上的能量達六倍至十倍之多。」

一項實用的能源？

你也許會對在利用太陽能方面的長足進步感覺驚異。著名地質學家許拔治博士指出：「太陽能不僅是理論而已。我們所討論的是已經存在的東西，是已經能夠實行的事情。」

這些事情是什麼呢？例如，太陽可以被利用來供應家庭電力嗎？在寫給紐約《時報》編者的一封信中，美國參議員阿布利克解釋：「將太陽能改變為實質數量的電力的技術已經確立了。」因此這位議員敦促說：「現時的主要努力應該集中於將太陽能改變為可用的電力能源。」

可是，這樣行在現時還未有合乎經濟的方法。誠然，太陽可以被利用來供應家庭電力需要是毫無疑問的。軌道上的人造衛星利用太陽能來供應太空船上電器裝置的電力。但是利用陽光發電仍然過於昂貴而不切實際。

大多數權威人士認為利用太陽能的第一步驟不是發電而是使水溫熱和供應屋宇的冷暖氣。有些太陽能專家聲稱，不少屋主人甚至在現時這樣行也是切合實際的。方法是吸收太陽熱力和將之積存和循環以溫暖房屋，或利用熱力來開動空氣調節機。

以研究利用太陽能為業的貿易和企業總裁威爾伯指出：「在建築物中裝置太陽能的暖氣設備的一切器材目前均可在市場購買得到。今日所需要的是一個商業機構願意將所有器材集合一起向大眾發售。」

有任何商業機構快將開始這樣行嗎？利多路公司的副總裁格里斯對此表示樂觀。「在三年至五年內」，他聲稱，「你應該能夠從美國西亞士郵購公司的目錄上買得到太陽暖氣系統。」

這種樂觀看法有充分根據嗎？大量生產太陽暖氣系統的工業會發展起來嗎？

興趣增加——原因何在？

人們對於太陽能的興趣無疑正日益增加。前年五月有數以千計的人參加太陽能工業協進會在美都華盛頓召開的研討會。當佛羅里達州冬園的環境知識中心宣布發行一本「如何建造太陽熱水系統」的免費小冊時，初版的5,000本在十日內即派發完竣。

美國的報章和雜誌刊登許多關於太陽能被用來作為泳池、住宅、學校和其他建築物暖氣系統的新聞。有幾項報導如下：

◆ 科羅拉多州一位置業家在新建的分層大廈中裝置太陽暖氣系統。

◆ 加州聖克萊拉市計劃在新建社區中心裝設太陽能的冷暖系統。

◆ 喬治亞州亞特蘭大的一間學校已裝置太陽能暖氣系統；在華盛頓市、巴的摩爾和波士頓附近的許多學校亦然。

◆ 維蒙特州的休假新村和滑雪之家計劃興建陽光暖氣系統。

◆ 西部許多農場主人正計劃以太陽熱收集器來乾燥穀物以取代石油汽乾燥機。

什麼促使人對利用太陽能大感興趣呢？主要是，他們意識到現行發電系統的更改是無可避免的。這件事必然來到。為什麼？因為主要的能源——石油、天然瓦斯和煤——已日漸短促，有些專家聲稱蘊藏量行將枯竭。燃料價格已經飛漲。再者，化石燃料的運用已開始染污環境至成為難題的地步。

太陽能的光明前途

太陽能還有不少優點。它是用之不竭的，它不會染污環境，而且是免費的，所需的僅是裝設費用。據說太陽暖氣系統若能大量生產，便會比傳統的暖氣系統更加合乎經濟。

由於獲悉太陽能的多項優點，不少科學家正鼓勵人作大規模利用。紐約一位化學家滋利格博士甚至在國際環境會議中聲稱：「顯而易見地，只有利用太陽能才是世界能量染污難題的長期解決辦法。」

這種能源也贏得政府的信任。許多年來，美國政府對太陽能計劃每年只許動用100,000美元。但在1973年增至四百萬美元，在1975年估計動用二千五百萬美元，在1976年的國會預算中，研究和發展太陽能可以動用一億美元以上。

有些國家已能利用太陽來供應熱水的需要。例如，日本在1974年出售了將近160,000個太陽熱水器，以色列據說已有150,000左右的太陽能裝備，每五個家庭便有一個用太陽能熱水。澳洲據說有10,000個家庭使用太陽能熱水器。

陽光在美國行將成為一個主要能源。你也許感到驚異，普通家庭所付的能源帳單在熱水和冷暖氣方面佔了百分之80以上的金額。該國所消耗的能源有四份一以上是用在這三方面的！若將陽光僅是用在這幾件事上，每日也可以節省幾百萬桶石油。

前年美國的一項調查表明，有將近二百間的太陽暖氣房屋在完成、興建或計劃中。為了裝備這些房屋，有一間太陽能器材公司啟業；事實上，據報美國已有十多家太陽能器材製造商。可是，你也許會納罕，現代太陽熱力裝置包括些什麼呢？

怎樣利用太陽能

這種工業既是還在嬰孩時代，因此尚未達到標準化。但基本的系統是由一個太陽能集熱器、貯熱水箱和分配系統構成。

集熱器通常在屋頂上以能吸收最大量陽光的角度裝置。集熱器的基本原理與溫室相似。在黑色的吸熱板上覆以玻璃或膠片。吸熱板多數用鋁片造成，髹上一層特製的黑色吸熱漆。通過黑色吸熱板的是一條內藏液體，通常是水，的管子。有一種系統的吸熱板是波狀的，在波溝中裝有暖氣爐式的管子。

陽光透過玻璃或膠片，黑色吸熱板遂吸收進入的熱力。板上管子裡流著的水可以加熱至華氏200度或以上。熱水流入貯藏箱中，箱子多數裝置在地窖裡。可是，在簡單的熱水系統方面，箱子往往和集熱器一同放在屋頂上。大約140加侖容量的水箱足以供應四口之家的熱水。

可是除了熱水之外若同時供應冷、暖氣的需要，則一間普通大小的美國住宅便要裝置數千加侖容量的貯熱水箱。其中一個系統是這樣溫暖房屋的：首先將熱水吸入導管內，弄熱其中的線圈。隨即讓空氣吹過線圈而發熱，再將熱空氣循環以溫暖房屋。

在冷卻房屋的場合，熱水要通過一副經過改裝，以熱水代替燃燒煤氣作為熱源的空氣調節機。太陽空氣調節機還有一項優點，因為在陽光熾烈，需要更多冷氣的時候，開動系統的能源也有較多的供應。

效率良好的太陽暖氣系統現時可以大量生產嗎？不少科學家認為可以。紐約州北部西拉郝士大學的兩位教授寫道：「從技術方面說來，開始大規模實行為時尚早。有些研究家、工程師和建築家，包括西拉郝士大學能源研究協會的成員，均認為在這個時代建屋，甚至在當地的緯道上，也可以完全依靠太陽能取暖。」

正如上述，有些太陽能專家認為在三年至五年之內，這樣的太陽暖氣系統將可在市上出售。可是研究太陽能多年的芝加哥大學教授溫斯頓卻提出警告說：「從少數利用太陽熱的房屋到從西亞士公司購買太陽暖氣裝置還有一大段時間。」

觀察這項發展是令人感興趣的。可是，利用太陽能發電的前途又如何呢？

利用太陽能發電

利用太陽能發電有兩種方法是通常作為話題的。其一是，利用太陽能煮熱液體發出蒸汽，蒸汽依次地發動渦輪機。據估計由五至七平方哩的地方收集太陽熱的蒸汽發電廠所生的能源便可以與最大的核子發電廠相若。現時已有不少人鼓吹建造這樣的太陽能發電廠。

「這件事看來是可能的」，明尼蘇達大學機械及航空學院院長左頓博士指出，「利用今日的物質和工作法，我們可以在指定地點將落在地球上20%的太陽能改變成熱能，然後轉為可用的電力。這意味到足以供應美國在未來多年的需用，我們可以在經濟上力所能及的範圍內，盡量利用荒地，例如沙漠，以避免造成染污。」

可是，有些人認為這種發電方法是錯誤的。世界最大的太陽能研究院之一的院長花伯爾博士說：「你不會在亞利桑那州建一個龐大發電廠，再將能源輸送到佛羅里達州。太陽能落在你的屋頂、你的院子和你住宅的牆壁上。就地取材加以發展可能更合乎經濟。你其實不必有龐大的太陽能發電站。」

不錯，就在家裡便可以將陽光改變成電力。方法是利用太陽電池。這種電池由極薄的矽片構成，在陽光照射它們的表面時即可以產生電流。目前在軌道上的人造衛星即以這些光電的電池產生電力。在屋頂上安設一個一千方呎的長壽電池便足以供應現代家庭所需的電力。可是，以太陽電池作為這樣的用途現在太昂貴了。但未必永遠是如此，正如美國參議員阿布利克所聲稱。

他說，「美國有多處地方的實驗室正在產生光電電池，倘若大規模製作，（據太陽電池工程師的意見）便可以和其他方式的發電廠競爭。……將太陽能改變成電力比試圖在美國每個家庭安裝太陽冷、暖氣系統對許多人有較大的影響。」

大陽能的前途如何？

在太陽裡面誠然有大量不會造成染污的能源可以利用來供給人類的需要。但是如何加以利用和何時才能實現等都是很適切的問題。

有些障礙是為人公認的。《機械設計》雜誌評論說：「太陽能之被人忽視大部份可以歸咎於在化石燃料制度中根深蒂固的經濟體系，既得利益和政府的官僚主義。」

這些障礙能否克服？會有一項真正的承擔去發展這種免染污的能源，以節省地球上急速枯竭的石油、天然瓦斯和煤炭等資源嗎？拭目以待無疑會很有趣味。