缅华网：伊江树

                                           (一)

     缅甸的水力资源丰富，但要大力发展开发水电资源，目前碰到许多阻力。大规模的水力发电站，例如密松水电站，已搁浅好多年，民间有人要求完全放弃此电站的建设。而丹伦江的大山水电站，也遭到当地人民的抗议。有人怀疑，这个电站也不能建，那个电站也不许建，那么缅甸所需的能源要从哪里来？现在到处鼓吹不要建水电站的那些“积极活动份子”，不知有哪些高明的方法解决目前缅甸电力短缺的问题？

      前几天拜访一位退休的物理系教授，和他谈起有关电力能源问题。该教授就向我介绍起有关太阳能问题来。

     目前天气炎热，日照时间也特别长，在缅甸中部地区这现象尤其明显。但广大的乡村地区却开始利用起太阳能来了。在国家电力网还不能普及到每一个乡村的时候，稍有能力的乡民都买起了太阳能电力板(Solar plate)，配上蓄电池、变压器等装置，解决了自家晚上照明的问题。这些电力甚至可以用来开电视、听收音机，为乡民们带来了一定的文化生活。

     而在前两年，也曾听到美国及泰国的电力公司将在缅甸中部曼德勒省区内建设两座太阳能发电站。据当时的说法，每座发电站发电量为15万千瓦，两座发电站就是30万千瓦。不知这些电站的建设情况如何。假如建设成功的话，也将在一定程度上缓解缅甸的电力能源短缺的问题。

    “太阳能发电站能产生这么大的功率吗？”我对此不由得有些怀疑。因为据我所知，现在的乡村太阳能电力板还只是解决照明问题，但要煮饭烧菜似乎还不可能(问过一些熟识的乡民，他们大都说他们还不能用之煮饭烧菜，但有人也说可以，但还没亲自见到)。

     “太阳能的功率，我们可以计算看看。”该退休教授摸出一个笔记本，翻找了一下，然后给我看一个数字：地球上的太阳能常数 = 8.24 J/cm²-min。

     “明白这个数字的意思吗？”

     我略为思考了一下，靠着自己多年来没有忘记的物理知识，知道了这个常数的意思。

     “它是说每分钟在每平方公分的土地面积上所能获得的太阳的能量是8.24 Joules(焦耳)，是不是？”

     “不错，你总算没有把你所学到过的物理知识全部还给学校。”教授微笑着说，然后又继续指导我演算有关问题。

     “我们现在计算一下，缅甸全国土地面积有67万平方公里，就算是60万平方公里吧，在这土地上所获得的太阳能，只要将其的1%转换成电能，该有多少能量呢？”

    这确实是值得计算的问题。我按其指示计算了一下。

     一平方公分(1cm²)一分钟(1min)所获得的太阳能 = 8.24 J

     一平方公尺(1m²) 一分钟(1min)所获得的太阳能 = 8.24 x 10⁴ J

     一平方公里(1km²)一分钟(1min)所获得的太阳能 =8.24 x 10⁴ x 10⁶ J

     60万平方公里一分钟(1min)所获得的太阳能 = 8.24 x 10¹⁰ x 6 x 10⁵ J

     60万平方公里一秒钟(1sec)所获得的太阳能 = 8.24 x 10¹⁰ x 10⁴ J

     只取1%，该能量  =  8.24 x 10¹² J

     因是一秒钟所得能量，故可直接写成功率 = 8.24 x 10¹² watt(瓦)

     = 8.24 x 10⁹ kilowatt(千瓦)

      = 8.24 x 10⁶ megawatt(兆瓦)

    = 824万兆瓦               

      (以上计算过程中，采用的数学公式有：1平方公尺 = 10000平方公分

    1平方公里 = 100万平方公尺)

      计算出这个答案后，我不由得感到有些不可思议：据有关方面公布的数字，现在伊洛瓦底江上游的水电站(包括密松水电站)如果全部建成，装机容量也不过是2万多兆瓦，现在计算出来的太阳能居然是这电量的400倍，岂不吓死人！

      “当然，这只是理论上的计算，实际操作时会碰到很多困难和问题。但不管怎样说，这太阳能是一个巨大的能量，就看我们怎样去规划和利用了。”教授这样解释道。

                                          (二)

      按照理论计算，太阳能发电确实可以产生巨大的能量。但我却怀疑教授给我的那太阳能常数的真实性。这个常数正确吗？它是如何得来的？

    教授笑了：“老朋友，你是来考我了。我如果说这是书本上有的，或说是某某学者专家计算出来的，你只怕也不会信服。我现在就让你亲自计算一番吧。你大概知道太阳的能量是如何产生的吧？”

     “是依靠核聚变反应产生能量的吧？”

     “这核聚变反应和现在一些国家的原子能发电有什么不同？”

     “目前各个国家的原子能发电都是依靠核裂变产生能量的，和太阳等恒星上的核聚变反应不相同。”

     “但这两种核反应都有一个共同点，这是什么？”

      我想了一下，说：“你是想说他们都遵守爱因斯坦的质能转换公式吧？”说到这里，我突然有所发现，忍不住叫起来：“老天爷，我可不是你的学生，你不要一直出问题来考核我。”

      “如果是我的学生，你能回答到这个地步我也就可以给你Pass了，甚至给你优等Qualify，让你上研究院也无不可。”教授微笑着说。

     “还是言归正传吧，说一说你的太阳能常数是如何得来的。”

     “根据观察计算，太阳由于不断地释放能量，其质量以每秒4.5 x 10⁹kg的速率减少着。请根据爱因斯坦的质能转换公式计算看看，太阳每秒钟释放出多少能量？”

       我虽然不是他的学生，还是遵照其指示提笔计算这问题。因为这是自己本身想明白这太阳能常数是如何得来的，自己不计算，难道还要麻烦这堂堂的大学退休教授来帮自己计算？

    E = mc² =4.5 x 10⁹ x (3 x 10⁸)²                        

        = 4.5 x 10⁹ x 9 x 10¹⁶ = 40.5 x 10²⁵ Joule(焦耳)  

    “现在再以日地距离1亿5千万公里(1.5 x 10⁸km) 为半径，做一个大球，求这个大球的表面积。”

     按照他的指示，这大球的表面积 = 4R²=4 x (1.5 x10⁸)²

                                              = 4 x 2.25 x10¹⁶

                                              = 9 x10¹⁶ km2

    “好，现在可以计算，在距太阳1亿5千万公里的地方，也就是在地球所在的位置，每平方公里每秒所得的能量是多少了。”

     每1km²1秒钟所获能量 =( 40.5 x 10²⁵) (9 x10¹⁶)

 =( 4.5 x 10⁹)                                                      

 = 1.433 x10⁹ Joule                                                 

     现在再计算 1平方公分1分钟所获的能量。

          1平方公里= (1000m)²=10⁶m² =10⁶ x 10⁴cm²= 10¹⁰cm²

          10¹⁰cm² 1秒钟所获能量 = 1.433 x 10⁹ Joule

           故 1cm² 1 分钟所获能量 = (1.433 x 10⁹ x 60) 10¹⁰

                                   = 8.598 Joule

      所以太阳能常数= 8.598 Joule/cm²-min

     “当然，这只是大约的计算，和学者们的详细的计算后所得的数字会有一定的差距。但你总可以明白了这理论常数是如何得出来吧。”教授最后对我这样说。