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不管城市光伏如何发展,荒漠光伏肯定是极端重要的。这不仅发电,还减慢荒漠的继续荒漠化。降低地表温度,清洗水流到地面浇灌,长草进一步吸收光热,降低地表温度,保持水土。这是良性循环的开始。问题是:荒漠里本来就缺水,水从哪来?, v) z- q% {, z
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" n% |" _+ M2 ^0 S9 s7 u实际上,光伏发电和荒漠的空气取水可能是有用的组合。4 ], L/ ]+ h$ ^* E: P( \4 D7 h' \
" K' |8 o6 R7 R沙漠里干燥,但沙漠空气里也是有水份的。在适宜居住的地方,空气湿度一般在30%到90%,沙漠里的干燥空气的相对湿度是20%左右。但靠近海岸的沙漠里,空气湿度更高,以色列内格夫沙漠的空气湿度达到64%。问题是水份滞留在空气里,不肯变成雨下来。波斯湾沿岸沙漠都有一样的问题。- g3 p! }* k" k* M2 z
( b5 p J; R, c- i中国沙漠都在内陆,华北不是沙漠,但也缺水。: V& T. g: Z0 x! X
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在缺水的海岛上,也是一样的问题。
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& e s7 W H9 j4 B) b/ c p在30℃下,湿度100%的空气含水是每立方米30.38克,而0℃下,每立方米空气最多含水就只有约4.3克了。也就是说,把饱和空气从30度冷冻到0度,就可以析出26.08克液态水。30度、20%相对湿度的沙漠空气每立方米含水6克,冷冻到0度,也能析出1.7克。如果进风量为360立方米/小时(相当于一平方米进风口0.1米/秒的风速),每天最多可从空气冷冻中分离出14.7公斤的液态水,代价是耗电。
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0 E+ _, c+ v) @可巧,荒漠光伏最不缺的还就是电。+ R+ K( J, z# w, U d7 B [
4 f9 s6 M* `* ~! B3 y3 I% Z- I" q除了冷冻法,还有吸收-解析法。简单点说,就是在低温提高空气的相对湿度时,将水份吸附在海绵上;然后升温使得水份蒸发、脱离海绵,再自然冷凝就成为液态水。+ q+ v4 I" ~0 ~
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具体情况需要仔细测算,但荒漠光伏与空气取水联合循环,应该可以生产远超过自己清洁需要的水产量。这是清洁的饮用水,用于沙漠里的农业工业、人民生活的好处就不用多说了。还需要说明的一点:沙漠里不是一点水源也没有,有地下水,还有季节河。空气取水是补充。海岛上也是一样,但主要目的不再是向外输电,而是自给自足。
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2 U! }' V/ \. d* O2 |. D+ x更重要的是,光伏板清洁不仅有湿法,还有干法。用带静电的软刷做日常清洁,再定期用水清洗,可能就足够了,不需要不断大量用水。
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# s4 {8 E4 [ H0 n光伏板下与种草、放羊结合起来,养殖、固沙两不误,冲刷光伏板的水正好流到地面浇灌。如果在设计的时候就考虑好,不沿着板沿自然滴落,而是在板下做一个分布板,把水均匀地洒向板下地面,效果会更好。
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@0 [8 }! w/ V* [4 h光伏运维可能成为很大的新兴产业,吸收大量劳动力,而且具有分布式的特点,不集中于大城市,很值得重视。
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另一方面,在荒漠里,滴落的水并不就此消失。水是循环的,在自然界里在气态、液态之间循环。对于荒漠光伏来说,冲刷光伏板后的水流到地面,浇灌草地,然后挥发回到空气中,进入下一次循环,唯一消耗的是能量,由太阳能提供。其实有一部分渗入沙土,被沙土吸收。但这部分在一定时间后是达到平衡的,所以i循环是完全的。
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这样,光伏发电和空气取水联合,会对缺水缺电的荒漠是非常有用的组合,而且改善生态。% c) M7 U) E- R* a* j" L8 V! ~. G% [
6 @8 a! F1 U9 i0 }$ b. g这些可能性都来自低成本的光伏板,中国恰好是世界上绝对最大的光伏板产地。 |
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