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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?
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3 t3 ~& m/ Q7 u# F$ Z实际上,光伏发电和荒漠的空气取水可能是有用的组合。
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: D+ R0 p! ]( n3 ] U/ E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。
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! X s0 G3 F4 I3 ^6 B& N& m* m中国沙漠都在内陆,华北不是沙漠,但也缺水。' L3 v* l9 H% E2 f- R9 d r
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在缺水的海岛上,也是一样的问题。: S7 g7 \$ ]& G- |0 k
m. E/ g, t3 }; E; {+ ]+ Y) F- m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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可巧,荒漠光伏最不缺的还就是电。
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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。: p6 ]2 U9 h4 P" c" f/ b! r
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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。7 J( P- k+ l: ^/ z( \% X
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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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/ U K. h8 R7 `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。! {; J: E/ Z1 T7 B
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- ?4 I9 K: j4 d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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: p( B, m I8 h* G/ |0 _# d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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0 Z1 V+ I: j6 t/ c/ }. N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。* b, k. E" `" d" y$ V7 v
2 ?. B- d- {1 V7 W$ \* G2 v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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