第4章 太阳池发电

利用水池汇集太阳能进行发电就是太阳池发电。太阳池就是利用水池中的水吸收阳光，将太阳能收集并贮存起来。这种太阳能集热方法，与太阳能热水器的原理相似。不同的是太阳池本身就能够充当贮存热能的蓄热槽，但用太阳能热水器来贮存大量的热能，则需要另外设置蓄热槽。

阳光照射进水池时池水就会变热，并引起水的对流，即热水上升而冷水下沉。在温度较高的水不断地从池塘底部升到池面的过程中，便通过蒸发和反射而将热能释放到空气中，这样就使得池中的水温大体上保持不变。不管天气多么热，也不管经过多么长的时间，水温总是比周围气温低。为了提高池中的水温，人们想了很多办法，其中最成功的办法应该是利用盐水蓄热的办法。

一种自然现象的启示，使人们想出这种利用盐水蓄热来提高水温的办法。那是在1902年，科学家们在考察罗马尼亚的一个浅水湖的时候无意中发现，越是靠近湖底其水温就越高，哪怕是在夏末秋初的时候，湖底的水温有时也高达70℃。后来在其他一些湖泊中人们也看到了类似的现象。人们都在疑惑：为什么会出现这种现象呢？原来，湖底水温之所以较高，是因为湖水中含有盐分，而且是越靠近湖底处的水所含盐分的浓度就越大。

一般而言，湖底处的热水本应该往上升（由于热水比冷水的密度水）而形成上下对流。但是，正由于湖水中含有盐分，当它所含盐分的浓度较大时，水的密度也较大，所以湖底含盐浓度较大的热水自然就极难上升，这样一来就打乱了水的“热升冷降”的循环过程。当湖水无法形成对流时，热量便在湖底处蓄积起来，越积越多，而湖面上重量较轻的一层水，就像同“锅盖”那样，将池底的热能严严实实地封住。就这样，湖底的水温就越来越高，可用来发电。

20世纪50年代，以色列科学家最早提出建造一座太阳池电站。70年代初终于在以色列的特尔阿比卜市郊建成。这座电站的水池面积为1250平方米，最大发电能力为6千瓦。

在70年代末，以色列又在死海西南岸附近建成了一个面积达7000平方米的水池，并进行了发电实验，其输出功率达35千瓦，最高可达150千瓦。电站池底的水温最高可达80℃。

以色列后来又在死海北岸附近的沙漠中建造了一座大型太阳池电站。这座电站拥有两个太阳池：其中一个是由人工挖成的，池面积约200平方米；另一个是利用天然洼地建成的，面积达21.5万平方米。两个太阳池的水深均为4米。为了防止池水渗入池底沙中，在池底铺了一层聚乙烯薄膜。太阳池中的水分为3层：最底层是薄热层，里面注入的是含盐浓度为27.5%的死海海水（一般海水的平均含盐浓度只有3.5%）。这种高浓度的盐水吸收阳光热能后蓄存起来，其水温有时可达90℃以上。中间层是被称做“心脏部位”的盐水层，它是由很多不同浓度的盐水一层层地依次重叠在一起而构成的，越是往上其盐分浓度就越低，密度也越小。这一层盐水的主要作用在于防止上下对流，同时吸收来自蓄热层的红外线。最上面一层为覆盖层，它由淡水（从地下抽上来的）组成，其作用是防止在刮风、下雨或起浪的情况下盐水层（中间层）遭到破坏；它同时又像一个巨大的“罩子”，用来阻止热量的散失。对于这种大面积的太阳池，为了确保水面不起浪，以色列人还在水面上设置了一层用塑料制成的“防浪网”。

目前太阳池电站所要做的是如何将盐水池的热能转换成电能？

发电所用的热能来自盐水池的蓄热层（下层）的热水。当这种热水的温度达到一定数值后，用水泵将它抽出池外，再送进蒸发器的螺旋管里，利用热水的热能将环绕蒸发器的低沸点有机液体（如沸点只有40℃左右的氟利昂）加热，使其气化，再利用这种气体驱动气轮机转动，带动发电机发电。

从气轮机出来的氟利昂气体，通过冷凝器之后就变成了液体，然后再被送回蒸发器。至于通过蒸发器而被降温以后的热水，则通过专门的管道被送回蓄热层的底部。

以色列建造的死海太阳池电站，一直能够正常工作，并创造了发电能力高达2500千瓦的好成绩，这也为它实施宏伟的“地中海-死海发电计划”创造了有利条件。死海的水位比地中海的水面低400米左右，如果从地中海挖一条通向死海的水渠，那么地中海的海水就会流入死海。而地中海海水的盐分浓度约为3.5%，比死海海水的盐分浓度低得多。这样，在通过适当调节之后，就可形成太阳池发电所需要的不同浓度的盐水层。这样一来，就把整个死海都变成了用来发电的“大太阳池”，估计其发电能力可高达150万千瓦。以色列计划21世纪的最初几年，使太阳池发电能力达到200万千瓦。

太阳池发电有许多突出优点，比如说成本低，贮存热量多，能持续发电等。

专家们认为，太阳池发电是所有太阳能应用技术中最为廉价和便于推广的一种技术。它除了发电，还可以供应热水和取暖。

太阳池发电也还有许多弊端，但我们坚信再不久的将来它会更加完善，真正为人们带来便利。