愛因斯坦光電效應,解釋全球極端氣候現象

 光是光能、熱是熱能,兩種不同的能量,皆都存在於太陽每天所散發出的太陽光之中。光與熱在維度空間內皆是呈現為波的頻率形態,

但光能又因為具備波粒二象性的特性,所以它能以光子的介質形式去傳遞著熱能在宇宙間光速前進,在依存模式裡,能量僅只能在質量上去運動作功,不管是光、電和熱還是射線,都需要粒子作載子才能傳送,所有能量在運動過程中若沒有介質載體的話,能量就不會轉移。

太陽能板的光電效應,是造成世界各地極端氣候現象的元凶!因為到達地球後的太陽光,其實波長​分佈從 300 到 2700 奈米都有,主要是太陽光從太陽起點出發到達地球的過程當中,陽光波長都會因路上所遭遇到的宇宙輻射或光子吸收,導致部份熱能流失而波長逐漸減短,而一般的太陽能板如單晶矽電池只能吸收 300 到 1100 奈米的光波,1200 奈米以上的波段則皆無法去轉化!這些1200 奈米以上波段通稱為不可見光,跟介於300到1100可見光譜的光子並不同,它們一般呈現紅外線形態,但在大氣層吸收下它們也能轉換為熱輻射,這些太陽光波段因為太陽能板的不吸熱特性,有些被反射到環境當中,有些則是附著在太陽能板上形成熱傳導去影響發電效率,但不管怎樣,這些波段一般我們都會統稱為熱能。

我們知道當熱能大量累積在太陽能矽晶板時,就會影響發電效率,所以太陽能板溫度每上升 1°C,效率就下降 0.3%。在酷熱的太陽底下,若矽晶板的溫度達到約 80°C時,反倒會比一般室溫下時之發電效率更降低了15%,所以這使得任何的太陽能板皆需要散熱裝置!明顯地,太陽能板的光電循環是完全與地球的生態循環不同,太陽能板僅為一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,而大自然界任何的化學反應之進行,是皆需由外界來供給能量去產生動能,稱為「 吸熱反應 」,這包含了所有植物的光合作用、被雲層海洋和陸地所吸收太陽能之氣候循環體系等等,所有的循環皆需吸熱才能進行。

什麼是熱島效應?美國馬里蘭大學研究所( University of Maryland )指出,太陽能發電廠與附近周圍的溫度相比,太陽能發電站的溫度會比附近高出3至4度,這會引發熱島效應。而所謂的「熱島」,就是會阻礙鋒面的形成,太陽能板產生的熱傳導被釋放到周圍的環境去,不但會對地區的降雨不利,也使周圍的氣候變得更極端!最近新聞報導的歐美颶風加劇及熱浪侵襲、中國從乾旱缺水瞬間轉成豪雨洪災、土耳其及希臘與夏威夷毛伊島的野火、台灣中南部大雨土石流及海平面上升、利比亞水災和香港世紀黑色暴雨等等,這些百年來未見的異常氣候現象,脫離不了是因為熱島效應所造成的原因。但不可否認的是,碳排放所衍生出的溫室效應也肯定是其中主因,只是太陽能板熱傳導的溫度加溫就仿彿是嘲諷似的在對地球火上加油,不但更加速了這幾年的氣候暖化,人類也越來越像在對自己溫水煮青蛙。

在熱島現象相關研究中指出,因砍樹伐林而大量建造的太陽發電廠區域,其所加劇下的熱島效應會影響到熱對流,降低山區午後雷陣雨的機率;若再加上大量的火力發電,會使得台灣上空的溫度高於颱風,所以颱風進不來?有學者反駁道,台灣是海島會受陸、海風調適,而太陽能板面積相對於台灣國土面積還太小,不足以改變台灣上空的氣溫!但他持有的關鍵觀點是僅止於對板面吸熱後所造成的材料及周圍環境升溫計算,並沒有包括到於無形中早已被反射出板外為大氣環境所吸收的大量熱廢能波段。另也有人認為,矽晶板本就是去截取了本該留存在地球上的太陽能量,所以即使有熱能殘存也是無關於太陽能板的是否設置,但想像一下當太陽光在光子的帶領下抵達地球時,照理還會有30%陽光在光子帶領下被反射回太空去,但當太陽光熱的光子都被太陽能板吸收掉時,那剩下的30%熱能會在哪裏? 

有很多人揶揄說,如果太陽能板的光電效應真的會產生熱廢能問題?那些歷代的一堆科學家、學者們早就提出警告了,哪還輪得到筆者在這裏講廢言!但如果各位讀者有時間多去爬文的話,你會很”意外地”發現:所有相關的光電效應理論研究或論文報告等等…都沒有一個是探討到關於光電效應對於熱這方面的議題?

簡單能想得到的直接答案是,那時這些科學家們非常專注在光與電的研發應用上,他們壓根也沒聽過什麼叫溫室效應,也沒想過未來世代會面臨到地球的氣候暖化問題,而且甚至現代也沒再出現另一個愛因斯坦天才來幫我們去解惑!於是大家就都不去管,日子繼續過。明明太陽光就是有光和熱,你說太陽能板是吸收了光產生了電,但就是不講那麼熱在哪裏?這不是很奇怪嗎!

太陽能板發電是一加一加一的累加問題,一個小小的板子沒什麼,就像螞蟻般不足為懼,但來了一群非常數量龐大的螞蟻,在我們眼中卻如同食人蟻那樣可怕,因為它們可以把人給直接分食消滅了。而現在對於全球各地的太陽能板發展浪潮下,在環保的綠能口號推波助瀾中,太陽能發電建設如同星火燎原般的大量崛起,這就像對地球去打開了潘朵拉的盒子,人類雖然獲得了電能去滿足生活,卻也帶來災難將導致滅亡!

可這也不是就該因噎廢食而禁止對太陽能科技的發展,而是研發的方向我們應該改一改!其實,人類可以在太空外去發展太陽能,而不是在大氣層內去發展太陽能。這樣散逸出的熱能,才只會被其它光子帶走而不是被大氣層的空氣所吸收,且其好處是可以不受自然環境及天候狀況影響和深受日照時數限制,也不會佔用地表與農搶地!而對於我們所創造出的大量熱廢能議題,自己要怎麼彌補呢?還是一句老口號:多種樹吧,至少它能吸熱,還能防止土石流呢。

讀者投書 /馳品設計執行長許耀升

Related Posts

PG&E 顧客避免成為受害者的須知
夢想之旅,飛越太平洋,騎遇福爾摩沙
美食飲品將登陸 Presidio Tunnel Tops

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.