“冷电”-新能源

序：本文是有关一种太阳能利用新模式的理论探讨，抛砖引玉，期望得到大家的关注，拓宽我们对太阳能利用的认识。

太阳能是人类解决未来能源最为根本和彻底的途径。地球接受的太阳能量巨大，人类目前每年能源消费总和只相当于40分钟内太阳照射到地球表面的能量。而地球获得的太阳能只占太阳释放总能量的20亿分之一。

目前，利用太阳能的方式主要有光伏和光热发电。前者利用光电效应直接将 太阳光谱转换为电力。后者通过热机将太阳光聚焦后产生的高温热能转换为机械运动拖动发电机发电。光电、光热转换效率平均为15%-25%。无论光伏、光热发电如何发展，接收太阳光能需要巨大的土地面积和设备成本，存在技术、经济和资源无法克服的瓶颈。要大规模利用太阳能，须另辟蹊径，寻找新方法。

一，“冷电”

太阳辐射除大气散射、空中云层吸收等流失外，46%被浅层土壤、水系和大气接收，其蕴藏量巨大。我们应该将地球整体作为巨大的太阳集热器。不过地表环境温度是低品位热，需要找到有效和经济的利用方法。

怎样才能有效、经济的利用太阳辐射热这无所不在，而又巨大的潜能呢?热泵给我们启示。热泵与制冷机并无区别，当使用目的是从低温热源吸收热量时，称为制冷机，当使用目的是向高温热汇释放热量时，称为热泵。热泵是一种独特的能源利用模式。它用少量电能作为驱动能源，可以从低温热源成倍的吸收低品位热能泵给高温热源。热泵技术是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换过程，不受能量转换效率极限100%的限制，而是受逆卡诺循环效率的制约。认识这一点至关重要，因为，除此之外我们无法绕过热力学定律。

下图：热泵工作原理

热泵“制造”的热量是它从环境搬运的热量与消耗能量的和。其做功效率制热能效比用COP来表示，制冷能效比用EER表示。两者换算关系为COP=EER×0.293。