Ted talk · Section 3

我们为什么不用太阳能电池板覆盖沙漠

每天，撒哈拉沙漠的地表温度高达80摄氏度。绵延面积约九百万平方千米，

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每天，撒哈拉沙漠的地表温度高达80摄氏度。
绵延面积约九百万平方千米，
这片巨大的沙漠，
每年来自太阳，能接收两千两百万太瓦时的能源。
远超人类每年消耗能源的一百倍。
那么，用太阳能电池板覆盖撒哈拉沙漠能解决我们的能源问题吗？
当光子撞击在电板表面的能量足够大时，太阳能电池板就会工作，
将电子从其稳定的连接中敲出。
回归稳态的过程中，电子会产生电流。
但是，太阳能电板产生的能量是有限的，
因为电板只对特定波长的光线有效，
它们只能转化接受光能的一半。
即使它们可以转换的光粒子也经常从它们身上反弹，
而非撞击到电子。
不过，得益于科学家和工程师的才智，
以及政府的持续投入，
太阳能电板正产生着前所未有的电能。
电板表面的防反射涂层和图案，
使到达的光子更有可能撞击到电子。
这些技术让商用太阳能电板的效率
从低双位数提高到25%，
在一些实验性模型上甚至高达47%。
近十年来更重要的是，太阳能发电的成本降低了89%，
这部分归功于其他技术
使用相同材料的全球供应链。
这些因素加在一起，
使得太阳能成为地球上最廉价的电力来源。
包括印度，中国，埃及和美国在内的一些国家，
已经将这些新型太阳能电板安装到了沙漠上。
这些庞大的太阳能发电厂面积从15到56平方千米，
当太阳出来了，
这些覆盖能提供能量
给成千上万当地居民。
但是这些发电厂的温度会非常高。
太阳能电池不能转换或反射的光被吸收为热量，
这降低了电池板的效率。
许多农场使用的冷却系统可以使用大量的能量
为风扇或流动的水提供动力，以保持最佳温度。
即使有了这些系统，沙漠中的太阳能电池板吸收的热量，
也远远超过自然沙质环境。
在现有太阳能发电厂规模上，这并不是个问题；
但如果我们试图覆盖撒哈拉沙漠，
这种影响可能会造成该地区气候的巨大变化。
建造太阳能农场已经破坏了当地的生态系统，
这种规模的工厂可以极大地改变
沙漠的景观。
谢天谢地，太阳能电池板不是我们唯一的选择。
世界上一些最大的太阳能发电厂正在尝试一种新方法：
巨型镜子。
摩洛哥的努尔发电厂，
最终将覆盖约30平方千米的撒哈拉沙漠，
是一座集中的太阳能发电厂。
这种设计将光线反射到接收器上，
它将能量转化为热能，然后转化为电能。
这些镜子仍然会对当地野生动物造成危险的温度变化，
但它们改变景观的潜力较小。
由于被加热的材料需要时间冷却，
这些工厂通常会在日落后继续发电。
无论使用太阳能电池板还是镜子，
工业太阳能发电厂通常很容易融入现有能源基础设施。
然而，将电力输送到当地电网以外的地方要困难多了。
一些国家正在研究连接全球电网的方法。
许多农场将能量储存在大型电池中，
或将其电能转换成可供日后使用的清洁气体。
但目前，这些技术仍然是过于昂贵和低效，是无法依赖的。
更糟糕的是，工业化的可再生能源可能与化石燃料
面临同样的问题，
依赖于破坏性的采矿作业和碳排放的全球供应链。
幸运的是，太阳能可以以多种规模存在，
从工业太阳能农场到为单个建筑
和农村社区供电的小型装置。
这些项目可以补充能源使用，或为电网以外的地区
提供被动能源。
由于太阳能电池板依赖于几个简单的组件，
它们安装迅速，相对容易更新。
事实上，正是这种灵活性使得太阳能
在过去十年中变得如此廉价和普遍。
所以，如果我们想跟上人类不断增长的使用能源，
会需要得着大大小小的答案。