正文 （二十九）绿色能源

    我的三姑夫郑常竟然邀请我和他一起到三姑的教学点，郑常说这次他需要我做他的助手。

    学期考试结束了，我觉得自己的生活好像突然间断电了，一片空白。吃过午饭，我把自己结结实实地扔在床上美美地睡了一觉。我正在惆怅用什么方式充实空虚的下午生活，我接到了三姑夫的电话，他邀请我到三姑那里去，我有些犹豫，我怕跟随三姑父，我非常厌烦他讲他们那时是怎样头悬梁锥刺股，最后取得了高考的伟大胜利，我怕他又会诲人不倦地给我补习那些数学物理之类的，我一想起课本，我的头就大了。

    虽然我不知道郑常的助手包含着什么样的内容，但我又无法抗拒这种不得而知的诱惑。我又有些迫不及待按照他的要求，到村口公路边等他，很快一辆富康牌小汽车停在我面前，郑常摇下车窗玻璃，示意我上车，郑常在我面前处处显示出他谜一般的风采。他竟然会开车呢，这是我未曾想象过的。

    姑姑的教学点太远了，汽车在路上绕来绕去的，似乎费了很大力气才上到一山头，车又像要栽下去一样慢慢前行，天热的像被奶奶用文火煨着的大蒸笼，满眼都是被尘土遮盖着的灰白色。整个山路起伏不平，危机四伏，奋力前行的汽车抛锚了，一只轮胎中了埋伏。

    姑父找到一路边汽车轮胎修补店，简陋无比的轮胎修补店，脏兮兮的店主完全一副无精打采的样子，他一边打着哈欠，一边拆卸着汽车轮胎。这看上去孤零零，粗糙而又简陋无比的店铺孑然一身，似乎有一搭无一搭地等着那些可有可无的生意。这店很偶然地矗立在这山坡上，似乎是为了完成一项什么临时任务的接头地点，随时准备撤离的样子。

    车抵达三姑所在教学点，似乎也很疲倦的样子，一副无所事事的样子，任由我们从里面取出自己放置的东西。三姑看来还是有所准备的，她竟然炒了几个看上去很诱人的菜品放在桌上等待着我们大快朵颐，三姑显得情绪特别的好，大概是因为我很少来过她这里。

    晚上，我被三姑很耐心地安置在一个靠近山根的房间里，虽说是盛夏，但在这里却感到特别的凉爽，那晚，我很诗意地看着天上的星星，和那慢慢行走的月亮，伴着叫不上名字的虫名声，很惬意地进入梦乡。

    三姑的教学点现在已经今非昔比，三姑的感人事迹感动了人们，一位在省城上大学大三的女生根据自己的发明，巧妙地让原本固定不动的太阳能发电板跟着太阳光转动，延长了光照时间。她发明的向日葵式太阳能获得了国家知识产权局颁发的《实用新型专利证书》。

    这位学生也是三姑父郑常曾经教过的学生。这位从山里一路走进大学校园的郑常的得意门生，经过自己查阅的资料，找到了一种解决的方法：找一块太阳能电路板与太阳能转换装置安装在同一平面，当光线直射时，电路板的两侧电位差为零，否则不为零；系统中的传感器接收到电路板传来的信号后，发出信号控制电路的通断，以此来控制电机的转动，进而调节太阳能转换装置的位置，使之始终保持向着太阳，以此来提高太阳能的吸收效率。就此发明向国家知识产权局申请自己的专利，获得专利授权。一家能源公司采用这项专利技术为三姑的教学点建起了一座太阳能发电站。

    三姑的教学点，在那位充满爱心的企业家支持下，建设起一个太阳能应用实验基地、示范基地，一个可再生能源教育基地，一座可再生能源应用特色学校。这家公司算盘的是，该项目的实施也为下一步探索如何在高层建筑、企业、单位、商场等利用太阳能源提供了宝贵的经验。

    三姑的教室里装有那家公司和大学合作研发的新型太阳能电池，这种电池能像玻璃贴膜一样使用，既透光又发电。这项革命性技术把三姑教学点的每一扇窗子都变成一台太阳能发电机。

    新型的“贴膜”太阳能电池由那位慈善企业家控股的的公司设计，原材料来自省城一大学研究人员合成的一种金属纳米粒子。这些金属粒子，被嵌入排列在透明化合物的矩阵中。尽管为了发电必须有一部分的光被吸收，但该材料的特点是在此同时还透过一部分光，其“贴”在玻璃门窗、透明屋顶及外墙的表面后，会让使用者感觉像装了浅淡的有色玻璃。

    三姑现在嫣然也成了太阳能应用专家，她为自己这样的住所感到自豪，她向我和郑常有些炫耀地，也是非常隆重地推介道：这种膜非常薄，能“把窗户变成一台台发电机”。它可以贴，也可以在制造过程中直接加到玻璃窗或其他建筑材料上，即使大面积铺设，也比传统太阳能装置的投资要节省。它还能加在汽车顶棚上为电池充电，但研究人员明言，如果你指望纯靠它来驱动汽车的话，那速度和用手推车不相上下。

    郑常说，这个名不见经传的小小教学点再一次吸引着人们的眼球，因为它已经成为引领人们未来生活方式的又一路标。这项太阳能技术，可以在利用太阳能发电的同时，将电池片的热量收集起来，用于加热水。关键的技术在于采用“太阳能电池片与集热装置层压技术”，将太阳能的电池片的热量传递到集热装置，由集热装置背部的热交换器，把无法转换成光电的光热储存在热水箱内。也就是说，这项技术不仅解决了聚光带来的电池片温升过高问题，而且可以获取数量相当可观的热水，实现高效、低成本太阳能光电――光热的综合利用。

    三姑带领我和郑常登上了摆放太阳能电池组件的学校楼顶，上百块黝黑发亮的电池板在太阳的映照下，显得格外壮观。

    “这套系统投资上百万元，这在全省乃至全国都是第一家！”三姑说，这套系统不仅装机容量大，还有光热功能，为学校冬季供暖提供了便利条件。三姑指着楼顶一排排太阳能电池板说，整个太阳能发电、供热系统运转十分周密，其光伏发电系统每天依靠楼顶的太阳能电池板充分吸取太阳所放射的光源，通过电池板上的控制开关，将光能储备在蓄电池中进行保存。需要时，储备在蓄电池中的电流将通过逆变器，变为十二伏直流电、二百二十伏和三百八十伏交流电三种电流分别输出。而太阳能热水供热系统则依靠真空管采集热量，提升集热器中的水温，当水温达到要求的水温后，整个系统自动将热水打入两个五吨的水箱中，以备学校生活用热水、供热需要。

    “一旦遇到阴天下雨，学校是否会停摆呢？”我提出了自己的疑问。“当然不会，咱们这套太阳能发电系统采用了世界上最先进的离(并)网系统进行控制。”三姑说，按照设计，学校的太阳能发电系统在无阳光的情况下，能够靠其储备的电维持学校一周的正常用电需求。而万一遇到长时间的恶劣天气，蓄电池中所储存的电量低于一半时，系统会自动进行调整，离(并)网将自动接通电网系统进行供电。如果因天气原因，太阳能热水供热系统无法达到使用水温，将通过太阳能光伏发电系统提供辅助加热功能。

    认真阅读学校走廊上悬挂的“太阳能发电系统”指示图，让人感觉到了这所小学的确“不一般”。上面标明了整个太阳能发电系统的运转流程，并实时显示发电功率、总二氧化碳减排量以及总发电量的各项数据。

    三姑教学点太阳能综合利用项目配有一套总装机容量十千瓦、平均日发电量约每小时五十千瓦的太阳能光伏发电系统，为教室、办公及太阳能供热系统提供电力；另外还有一个采光面积达二百平方米的太阳能供热系统，可为全校师生提供生活用热水及为三个教室供暖。为了确保太阳能供热、供电因天气原因出现蓄电不足的现象，教学点还配备了离(并)网以及供热外管网。在校园里，运动场及绿化带，配备了二十盏太阳能草坪灯，花坛、道路布置太阳能景观灯三十盏。整个系统每年将节约用电一百万度。

    郑常感叹道，没想到在这么偏僻荒凉的地方出现如此奇迹，真是不可思议，令人鼓舞。在这里出现了久违的绿色生活、零排放。三姑说，现在感觉和以前的学校真的不一样，每天都充满着神秘感。在这里该系统采用先进的数据采集系统，记录并显示太阳能发电系统即时发电量、总发电量及太阳能曝晒度、风速等参数，并在教学楼的正面墙上安装了一个大型防水显示屏。

    三姑说一年发电五百万千瓦时，我们这个教学点只能消耗掉其中的很小一部分，原来的剩余电量都白白浪费掉了，现在这个问题已经不复存在了。省电力勘察设计院的专家们在这里完成了太阳能发电站并网实验，并且非常成功，现在附近的村民们都能安全可靠地享用学校提供的电力。教学点周围五公里左右的居民能够使用太阳能电力。并网运行那天，来了很多省电力公司的领导和专家，那位领导很自豪地说，这项成果的应用，为全省开展大规模太阳能综合利用，减少温室气体排放，实现可持续发展探索出积极有益的经验，为电网企业开发绿色能源开辟了广阔的前景。

    三姑教学点太阳能光伏发电是全省首个大型并网型光伏发电项目，该项目与火电相比，可节约大量的煤炭或油气资源，有利于环境保护。同时，太阳能是取之不竭用之不尽的可再生能源，早开发早受益。三姑为我们的到来感到兴奋，她对自己教学点的一切变化如数家珍。

    第二天早晨，我一起床，就看到姑父郑常在校园里忙活着。他在地面上画出一个直径为三厘米的圆，周围用砖或石头砌成二十厘米高的墙、中间填土夯实，同时在土里埋好用于支撑刮板轴的支架，在突起的土堆上面糊五厘米厚的草泥，待草泥基本干燥后、上面覆盖混凝土，架好刮板，使其刃口与混凝土表面之间有十五至二十毫米的间隙，随后在混凝土上抹水泥砂浆，旋转刮板把砂浆刮匀，然后用泥刀赶压。

    在砂浆表面上还需要上一层素灰浆。上浆前把刮板提起少许，擦净刃口上的沙粒，调整刮板，使其刃口距离砂浆表面大约五毫米，待砂浆表面略干，在砂浆表面浇一层素灰浆。

    郑常非常耐心细致地把素灰浆浇到刮板的根部，在均匀而缓慢地转动刮板的同时，轻轻敲打刮板，使灰浆顺畅地流到模型的边缘。模型上浇满灰浆后，提起刮板，对摸型进行养护。在浇灰浆的过程中，由于刮板的振动，可能会在模型表面形成径向型波纹。养护完毕，需要用砂纸模型表面上的波纹轻轻磨光，以保证模型表面光滑。

    郑常告诉我他要给三姑的学校制造一个太阳灶。看着我满脸狐疑，他边操作边向我讲解：为了保证太阳能灶灶体的凹面是旋转抛物面，灶体应该在具有抛物面凸面的模型上制作。模型表面的旋转抛物面形状是用有抛物线刃口的刮板刊出来的。

    姑父让我帮他拿来一金属板制做刮板。

    姑父在坐标纸上精确地画出焦距为七百五十毫米的抛物线，抛物线的横坐标取值一千二百毫米左右。然后在钢板上画出同样的抛物线，切割出刮板的凹形刃口，经过仔细打磨并与坐标纸上的抛物线进行比对，最后固定在一条金属轴上，一方面使它的因形刃口与坐标纸上的抛物线贴合，同时，轴的中心线与坐标纸上的抛物线的纵坐标重合。

    我不理解姑父为什么要再制作一刮板，姑父说，我做一遍的目的就是让你也会制作呀，他很认真地告诉我：“需要强调的是，制作刮板是保证太阳灶质量最关键的一步，必须认真仔细。”

    姑父又教我画线及制作围框。太阳灶的模型表面就是一个旋转抛物面凸面，制作太阳灶的灶体只需要这个表面的一部分。姑父告诉我：“在不同地区，根据对太阳灶功能的不同要求，太阳灶灶体可能设计成不同形状和大小。这就需要根据设计在模型表面画出太阳灶灶体的轮廓线。在太阳灶设计中，一般只给出灶体的投影形状，那么，在模型上画灶体的实际轮廓线的时候，就需要使轮廓线在地面上的投影尽可能接近设计的形状、大小。同时，要在模型上标出预埋件和开孔的位置。

    三姑也加入到我们的制作行列，三姑和我一样，大概也想弄出个所以然，看着郑常在那里忙活着，三姑在郑常面前似乎有很多话要说，有很多问题需要澄清。她不断的询问，当然郑常也很乐意回答三姑的问题：“太阳灶灶体的中部需要预留一个长方形孔，以适应太阳灶进行仰角角调节的需要。孔的宽度一般为五十毫米、长度应该与太阳灶仰角调节的角度相适应。如果根据设计需要在灶件内配筋，也应该画出配筋走向。由于模型的表面为光滑的凸面，制作灶体的材料是水泥砂浆或菱苦土，因而需要按照轮廓线制作围框。围框一般用扁铁或角铁制作，高度为三十至五十毫米。

    我们的制作很顺利，已经进入了捣制灶体阶段。郑常解释说：水泥砂浆灶体一般刷成薄壳加肋结构。薄壳部分厚度十五至二十毫米，边缘及肋部分厚度为三十至四十毫米。加肋部分需配筋，薄壳部分需加玻璃纤维。

    很快我们就完成了灶体的制作，郑常很满意自己的制作，他说：“一个合格的灶体，应当形状规整、尺寸准确、薄厚均匀、没有斑疤和裂纹，轻轻敲击时声音清脆，从各个方向搬动时都不发生变形。”

    粘贴反光材料之前，郑常让我负责把灶体的凹表面上可能存在的小孔填平，打磨光滑，擦去粉尘。

    三姑和郑常从汽车内拿出镀铝聚酯薄膜，三姑用裁纸刀把那镀铝薄膜裁成一百毫米宽的条，直接粘贴。郑常反复用刮板压实薄膜背后的压敏。

    看着通过自己双手劳动创造的杰作，我们心里都有着说不出的高兴，我在心底里更加佩服郑常了，他太能捣鼓了，太神奇了。

    郑常说起太阳灶的原理侃侃而谈：太阳能灶的镜面设计，大都采用旋转抛物面的聚光原理。在数学上若抛物线绕主轴旋转一周，所得的面，即称为“旋转抛物面”。若有一束平行光沿主轴射向这个抛物面，遇到抛物面的反光，则光线都会集中反射到 定点的位置，于是形成聚光，或叫“聚焦”作用。作为太阳灶使用，要求在锅底形成一个焦面，才能达到加热的目的。旋转抛物面聚光镜是按照阳光从主轴线方向入射，所以往往在通过焦点上的锅具时会留下一个阴影，这就要减少阳光的反射，直接影响太阳灶的功率。目前，我国大部分太阳灶的设计均采用了偏轴聚焦原理。

    我通过查找网上资料，我也在郑常面前现学现卖炫耀一番：聚光式太阳灶除采用旋转抛物面反射镜外，还有将抛物面分割成若干段的反射镜，光学上称之为菲涅耳镜，也有把菲涅耳镜做成连续的螺旋式反光镜片，俗称“蚊香式太阳灶”。这类灶型都是可折叠的便携式太阳灶。聚光式太阳灶的镜面，有用玻璃整体热弯成型，也有用普通玻璃镜片碎块粘贴在设计好的底板上，或者用高反光率的镀铝涤纶薄膜裱糊在底板上。

    郑常说，其底板可用水泥制成，或用铁皮、钙塑材料等加工成型。也可直接用铝板抛光并涂以防氧化剂制成反光镜。聚光式太阳灶的架体用金属管材弯制，锅架高度应适中要便于操作，镜面仰角可灵活调节。