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5/29/2008

可再生能量, 永續資源?

如果這麼說應該不過份,地球上所有可再生能量的來源都是源自於太陽。



太陽光照射在懶洋洋的地球上,它的能量驅動了地球表面上一切的生物活動。光合作用使得植物生長,能量被轉換以化學能的形式存在植物體內。然後被動物食用後經過消化作用,使得動物能跑能跳,產生動能。這些細微的擾動最終都成為最低等的能量型態--熱。事實上大部份的太陽光進入大氣層後,都被溫室氣體吸收而以熱的形態留存在地表。當然這些熱也是會經由幅射的形式向外太空傳遞,不然地球早就燒光了。


光電效應
最常見的例子就是一般人所說的太陽能電池。雖說是電池,但其實面板本身並沒有儲存電能的功用,通常需另外串接蓄電池,將電能存在別處。號稱是乾淨,故障率低,維護簡單,壽命長的優質能量來源。目前還在努力改良的部份有提升效率,改變顏色,軟質基板,降低成本...

生質能源
從數十億年前藻類開始光合作用以來,太陽光的能源就一直被植物以各種方式儲存下來。合成葡萄糖,蛋白質,脂肪,纖維素等,經由食物鍊能量的傳遞,讓整個地球 "活" 了起來。現今所用的碳跟石油天然氣等,其實不過就是上古時代遺留下來的生質能源的一種形式。而現今熱門的 "生質能源" 則是以食用油,或是將農作物經由各種程序,轉換成柴油,酒精或是其它產品來使用。

若以效率而言,從太陽光經光合作用然後植物生長再將它採收集中,處理成品後還要輸送到最終使用地。整個過程都會耗損,純粹就效率而言是遠不及光電效應的。然而它的一個最大優勢是它的形態易於儲存,且相容於現今以化石能源所驅動的各種設備。除能源用途外,它還能再加工成許多塑料產品。

不清楚目前有無比較單位面積太陽能面板與種植生質能源作物的比較

風力/水力/潮汐 發電

這些都歸功於太陽光的能量使得水分子性質產生變化,進而產生氣候變化。而這些擾動通通可以用來 "發電" (不是無中生有,而只是轉換能量形態,從機械能轉換成電能。) 這幾樣也被視為乾淨能源,零碳排放量的優質新替代能源。我到目前沒看過有人在擔心大量的風車會影響地球季風系統進而造成災難的報導。但我相信這些發電用的風車,遲早會出現比害死小鳥更嚴重的生態問題。不過這也只能等發生後再由科學家來解決了。

溫差發電
目前主要就海洋跟半導體這兩種,前者需要大興土木,利用表層海水跟深層海水的溫差作為推動發電機的驅動力;後者是可小至數公分的薄片,只要兩邊有溫度差,就會產生電位差。而這兩者現在都還處於效率很低的窘態。很有趣,但不實用。


能量這個若有似無的概念,發現這個概念的人都很了不起,大概就是焦耳,瓦特,卡路里這些人吧~~ 哈哈,還有伏特,安培,法拉第,牛頓,特斯拉等等~ 也的確讓他們流芳百世了 :)

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