探析软件更新的可用性和变化性

虽然太阳全天24h发光，时时刻刻照射到地球上，但是这个行星的一半始终是黑夜。这就出现了一个问题，因为现代社会每年365天、每天24h都在消耗电力。

另一个问题是太阳能的变化性。就是说，即使在白天，云会挡住阳光，有时连日不开。如果PV系统不能像燃煤火电厂和核电厂那样全天24h发电，如何能够用来满足我们全天候的电力需求？

像Dan这样脱网（未接入电网）居住的房主，通过安装蓄电池来解决此问题，从而满足他们夜间的需要以及在多云天气时供电。于是，Dan和像他一样的人们依靠PV系统照样能够一年365天、一天24h获得电力供应。

阳光变化的特点也可以通过将太阳能发电系统与其他可再生能源相配合的方法得到削弱，例如风电系统或者小水电系统。比如，风电系统昼夜发电——只要风不停，而小水电系统从江河中的水流获得能量，哪一种都可以作为PV系统的补充，用来发电以弥补太阳的“不足”。尤其要指出，太阳能和风力是好的搭配。图1-5给出了在东密苏里的Dan的可再生能源教育中心关于太阳能和风力资源的数据。如图中所描绘的，春、夏和早秋时太阳的照射很多，而冬天较少。然而，冬天的风更频繁、更强劲。风力发电机能够轻易地弥补PV系统减少的出力，确保这里和其他类似场合得到可靠的、全年的电力供应。

从个别情况看，太阳的不足是容易克服的。但是，能否为全社会找到一种途径，实现利用太阳来满足全天24h的电能需求？

这是可能的。

图1-5 这幅图片是关于密苏里中东部Evergreen研究所的可再生能源和绿色建筑中心（由Dan Chiras主持）的太阳能和风能资源的，它描述了风力和太阳能是如何互补的。

科学家和工程师们现在正在开发大量的精尖技术，用于存储太阳能电力。然而，蓄电池在这其中并不居前，为什么呢？

我们需要大量的蓄电池组才能够存储大量的电力，供给工厂、商店和家庭使用，而这是很昂贵的，需要巨大的投资。科学家们正在寻求其他一些途径，性价比可能会更好。一个途径是前面提到过的太阳能热力发电系统，它把过剩的热水存储起来，用于在夜间或阴天时发电。

另一个途径是用太阳能电力驱动空气压缩机，产生压缩空气，存储到废弃的地下矿井中。需要用电的时候，通过涡轮机释放压缩空气。这种涡轮机与常规发电厂中的不同，涡轮机的叶片连接到轴上，轴再连接到发电机上，从而产生电力。(www.xing528.com)

过剩的太阳能电力还可以用于从水中提取氢气。当电力流过水时，会产生氢气，这个过程就是电解。电解将水分解为元素氢和氧，两者都是气体。氢可以存储到罐中，日后经燃烧产生热空气或加热水产生水蒸气。热空气和水蒸气可以用来驱动与发电机相连的涡轮机旋转。氢还可以注入燃料电池，产生电力。

在为居民供电的系统中，阴天时或夜间所需的大量电能可以由另一种可再生能源提供——风力。也就是说，商用风电场能够提供电力以补充太阳能系统的不足，因为太阳被云遮住时（比如暴风雨时）往往就会有风。其他可再生能源技术也能以商业化规模用作太阳能的补充。例如，精良调校的系统能够从一种能源切换到另一种能源，那么在这样的系统中，水电厂和生物质发电就可以用于确保可再生能源发出连续的电力。在加拿大，水电厂被看做是可调配的能源，很像今天的天然气。也就是说，它们可以根据需求开或关。当电力需求超过商业太阳能系统的容量或者在夜间时，这种水电系统就可以用作补充手段。

缺额也可以通过本地或者区域输电得到抵消，即从太阳能发电和/或风电过剩的地区送电至发电量不足的地区。例如，需要的时候，可以把过剩的太阳能电力通过电网从科罗拉多送往临近的怀俄明、新墨西哥和内布拉斯加；堪萨斯风电场发出的过剩的电力可以送往临近的科罗拉多、内布拉斯加和俄克拉荷马（见图1-6）。

图1-6 作者的儿子Skyler和Forrest在纽约州Canestota的一个风电场找到一个大型风力发电机。像这种风电场在美国以及全世界迅速出现，发出清洁的、可再生的电力，为我们的未来提供动力。

太阳能的变化特性还可以通过天然气电厂和更新型的燃烧煤粉的燃煤电厂来抵消，它们都能够起停或者调高或调低，从而提供额外的电力。当我们过渡到可再生能源未来的时候，这些电厂都能够充当很好的后备电源。

有一点毫无争议，那就是太阳能是一种可变资源。只有白天才能获得太阳能，而且即使云的遮挡也会减少太阳能的获取。虽然不能全天24h都获得太阳能，但是有多种途径来克服这个不足。如前所述，我们应该指出，太阳能虽然是变化的，但并非不可靠。就像风能，你能够计算出每年太阳能的大概数量。通过智能规划和精心设计，我们能够利用这种貌似多变的资源来满足我们一大部分的电力需求。

可再生能源接入美国电网

虽然像丹麦、德国和西班牙等欧洲国家正在成功地把可再生能源接入他们的电网，但是美国的电网尚未做充分的调整，以便从一种能源切换到另一种能源。甚至有时，电网难以驾驭现有的传统电源。美国幅员辽阔以及现有电网的负担过重使得可再生能源的接入较为困难。而在欧洲，较短的输电距离和较强的电网则使之实现起来更为容易。此外，欧洲还有对可再生能源的强有力的政策和大众支持。