據(jù)外媒報(bào)道，美國亞利桑那州正計(jì)劃在它的西部沙漠地區(qū)興建一座高約800米的、能發(fā)電的巨型太陽能塔。據(jù)估計(jì)，太陽能巨塔可產(chǎn)生20萬千瓦的清潔電力，足以滿足當(dāng)?shù)?5萬至20萬戶家庭的用電需求。2015年建成后，它將成為世界上第二高建筑。

　　很多讀者感到好奇——說起太陽能發(fā)電，更容易聯(lián)想到太陽能電池板、太陽能反射鏡之類的裝置，而那么一個(gè)巨大的煙囪，是如何實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電的呢？

　　太陽能塔，較為科學(xué)的名稱是“太陽能熱氣流式發(fā)電系統(tǒng)”。它不燒任何燃料，不需用水，因而絕不排放任何溫室氣體，也不排放廢水或其他任何污染物，是一個(gè)典型的碳排放為零的清潔發(fā)電廠。

　　之所以能夠如此，是因?yàn)樗擅畹亟M合了三個(gè)為人熟知的科學(xué)原理——溫室效應(yīng)、煙囪效應(yīng)和風(fēng)力渦輪，使太陽光的熱能被利用來制造強(qiáng)大的上升氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，很有創(chuàng)意！

　　溫室效應(yīng)

　　加熱大量空氣

　　這個(gè)項(xiàng)目首先要建設(shè)一個(gè)巨大的“熱空氣收集器”，它實(shí)際上就是我們常見的大溫室。

　　首先，這個(gè)大溫室的頂蓋對(duì)陽光來說必須是透明的，白天陽光的直射和漫射，加熱了被約束在溫室內(nèi)的空氣。溫室內(nèi)的土壤等物質(zhì)的溫度因吸收太陽輻射能而上升，再向溫室內(nèi)輻射遠(yuǎn)紅外線從而加熱溫室內(nèi)的空氣。

　　其次，這個(gè)大溫室的頂蓋像一個(gè)“天棚”，它必須能不讓溫室內(nèi)物體輻射的遠(yuǎn)紅外線逃逸，盡量不讓溫室的熱量散失，起隔熱保溫的作用。

　　另外，根據(jù)需要，溫室內(nèi)還將放置一些“儲(chǔ)熱材料”。這些儲(chǔ)熱物質(zhì)的溫度因白天接受太陽輻射而上升，從而儲(chǔ)存了陽光的熱能；到了夜間，這些儲(chǔ)熱物質(zhì)通過輻射遠(yuǎn)紅外線向室內(nèi)緩慢釋放它白天所吸收的熱量，一定程度上維持著溫室內(nèi)空氣的溫度，以便維持夜間也有相當(dāng)?shù)陌l(fā)電能力。

　　煙囪效應(yīng)

　　形成強(qiáng)大的熱氣流

　　熱空氣上升的現(xiàn)象、煙囪的抽吸作用，生活中最常見不過了。多個(gè)世紀(jì)以來，北方農(nóng)村那些燒炕取暖的民房，就是用煙囪來改善炕內(nèi)煙道熱氣流的流通的。

　　由于空氣受熱后體積膨脹，就是說室內(nèi)的熱空氣變輕了，它要上升可又無處可去，此時(shí)如果溫室中部建造一座大煙囪，變輕了的熱空氣將瞬即通過煙囪上升至溫度低的煙囪出口，而溫室外部相對(duì)“較冷”的空氣將從溫室邊緣不斷補(bǔ)充進(jìn)來，必然會(huì)在煙囪內(nèi)形成一股強(qiáng)大的、向上的熱氣流。設(shè)想如果塔身設(shè)計(jì)得很矮,它的抽吸作用就不明顯。要使煙囪內(nèi)的熱氣流流動(dòng)速度大，塔身就得高，它的抽吸作用也就越強(qiáng)。

　　因?yàn)闊焽柙O(shè)計(jì)得既高又大，我們就稱它為“上升氣流塔”。

　　風(fēng)力渦輪機(jī)

　　把熱氣流轉(zhuǎn)換成電能

　　在煙囪底部的氣流通道上安置多組風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，強(qiáng)大的熱氣流通過時(shí)，它驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)，熱氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)換為電能。這與水力發(fā)電站用的軸流式水輪機(jī)工作原理完全一樣。

　　由此可見，由于陽光及其所帶來的吸熱物體的熱輻射，溫室內(nèi)空氣被加熱，在煙囪的幫助下產(chǎn)生上升的抽吸氣流，它的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，變成電能輸出，這三個(gè)古老而又成熟的技術(shù)組合，就是太陽塔的發(fā)電原理。

　　不用燃料不用水

　　實(shí)現(xiàn)真正的零排放

　　太陽塔的運(yùn)行不需要用水，這意味著它可以用在干旱的環(huán)境中，在大片荒漠上應(yīng)用，同時(shí)還能改善環(huán)境。例如大片荒漠沙地將得以覆蓋，切斷沙源。如果溫室內(nèi)能生長植物，種樹綠化，太陽塔內(nèi)將會(huì)有帶濕氣的熱氣流上升至高空，能形成雷雨云，增加降雨機(jī)會(huì)，這對(duì)改良沙漠的生態(tài)條件、降低沙塵暴很有幫助。

　　其次，建造太陽塔所用的原材料都是十分普通的，建造它并不需要高技術(shù)設(shè)備。再加上整個(gè)系統(tǒng)除了發(fā)電機(jī)組之外沒有其它運(yùn)動(dòng)部件，因此可靠性高，維修簡便。

　　如果太陽塔項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行成功，它不需要消耗地球資源、零排放、零污染的優(yōu)點(diǎn)決定了它將是能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的最好的清潔能源方式。