盛夏的京城,烈日炙烤着大地,连空气都仿佛被晒得发烫。城郊的铁匠铺里,王铁匠正挥汗如雨地拉着风箱,通红的炉火映照着他黝黑的脸庞。为了维持炉火的温度,他已经连续拉了两个时辰的风箱,手臂酸痛得几乎抬不起来。铁匠铺里堆满了劈好的木柴,这些木柴是他前几天特意从山里运来的,可按照现在的消耗速度,不出半个月就会用完。
“这木柴越来越不够用了,要是再这么下去,铺子都快开不下去了。” 王铁匠擦了擦额头的汗水,无奈地说道。不仅是铁匠铺,京城的百姓家中也面临着同样的问题。每到冬天,为了取暖,家家户户都要消耗大量的煤炭和木柴,导致京城周边的山林被过度砍伐,水土流失日益严重;而到了夏天,虽然不需要取暖,但做饭、照明等生活所需,依然要依赖木柴和植物油,这些传统能源的消耗,不仅成本高昂,还会产生大量的烟尘和废气,污染环境。
当时的大盛朝,主要依靠木柴、煤炭、植物油等传统能源来满足生产生活需求。随着人口的增长和经济的发展,对传统能源的需求越来越大,可传统能源大多不可再生,过度开采和使用,不仅导致能源储量日益减少,还引发了一系列环境问题,如森林破坏、水土流失、空气污浊等。这些问题,不仅影响了百姓的生活质量,还威胁到了国家的生态安全。
苏瑶在一次前往城郊考察时,注意到了传统能源使用带来的困境。她看到被砍伐得光秃秃的山林,看到百姓为了获取木柴而奔波劳累,看到铁匠铺、染坊等作坊因能源短缺而停产。同时,她也注意到,夏天的阳光格外强烈,如果能将这源源不断的太阳能利用起来,或许能缓解传统能源短缺的问题。
回到太医院后,苏瑶开始查阅大量关于能源利用的资料,虽然古籍中没有关于太阳能利用的直接记载,但她从一些关于 “取火” 的记载中得到了启发。她知道,古人会利用凹面镜聚集阳光来取火,这说明阳光具有能量。于是,她开始思考,如何将太阳能转化为可以利用的热能和光能,用于加热水和照明。
为了实现这一想法,苏瑶开始了反复的实验。她首先尝试制作利用太阳能加热水的设备。她找来一个铜制的圆筒,在圆筒的内壁贴上一层反光的锡箔,然后将圆筒固定在一个可以随着太阳转动的支架上,让圆筒的开口始终对着太阳。她还在圆筒的一端安装了一个进水口,另一端安装了一个出水口,将冷水从进水口注入圆筒,经过阳光的照射,冷水逐渐被加热,从出水口流出。
可实验的结果并不理想。虽然圆筒内的水确实被加热了,但加热速度很慢,而且水温也不高,只能用来洗手、洗脸,无法满足做饭、洗澡等生活需求。苏瑶没有气馁,她开始分析失败的原因。她发现,铜制圆筒的保温性能不好,吸收的太阳能很快就散失了,而且锡箔的反光效果也不够好,无法有效地聚集阳光。
找到问题后,苏瑶开始对设备进行改进。她用保温性能更好的陶瓷代替铜制作圆筒,在圆筒的外壁包裹一层厚厚的棉絮,减少热量的散失;同时,她用反光效果更好的银箔代替锡箔,贴在圆筒的内壁,还在圆筒的开口处安装了一个凹面镜,进一步聚集阳光。改进后的设备,加热效果有了明显的提升,水温不仅能达到沸腾的温度,加热速度也快了很多。苏瑶将这种利用太阳能加热水的设备命名为 “太阳能热水器”。
在成功制作出太阳能热水器后,苏瑶又开始研究利用太阳能照明的设备。她想到,某些物质在受到阳光照射后,会在夜间发出微弱的光芒(如磷光物质),但这种光芒太弱,无法满足照明需求。于是,她将目光转向了 “储能”,她想,能不能先将太阳能储存起来,在需要照明的时候再释放出来。
苏瑶找来一个透明的玻璃罩,在玻璃罩内安装了一个用特殊材料(经过处理的硫磺、松香混合物)制成的 “储能芯”,在储能芯的外面包裹一层可以吸收太阳能的黑色纱布。白天,将玻璃罩放在阳光下,黑色纱布吸收太阳能,传递给储能芯,储能芯将太阳能储存起来;到了晚上,储能芯缓慢地释放出能量,发出柔和的光芒,起到照明的作用。
可这种设备的照明效果并不稳定,储能芯储存的能量有限,只能维持几个时辰的照明,而且光芒也比较微弱。苏瑶没有放弃,她不断改进储能芯的材料,尝试加入萤火虫的荧光粉、某些矿石粉末等,经过多次实验,她终于找到了一种理想的储能材料。这种材料由荧光粉、硫磺、松香、硝石等物质按一定比例混合制成,不仅储能效果好,照明时间长,而且光芒也比较明亮,能够满足室内照明的需求。苏瑶将这种利用太阳能照明的设备命名为 “太阳能灯”。
在成功发明太阳能热水器和太阳能灯后,苏瑶开始向萧逸尘汇报自己的研究成果。她在奏折中写道:“皇上,今我大盛朝传统能源短缺,过度使用亦污染环境。臣发现太阳能乃清洁、可再生之能源,已发明太阳能热水器与太阳能灯,可用于加热水与照明。恳请皇上批准在全国范围内推广太阳能利用技术,以缓解能源短缺之困,保护生态环境。”
萧逸尘对苏瑶的发明非常感兴趣,他亲自观看了太阳能热水器和太阳能灯的演示。当看到太阳能热水器将冷水加热到沸腾,太阳能灯在夜间发出明亮的光芒时,萧逸尘非常高兴,当即批准了苏瑶的请求,并下旨任命苏瑶为太阳能利用推广总负责人,负责统筹协调太阳能利用技术的推广工作。
得到朝廷的支持后,苏瑶立刻开始在全国范围内推广太阳能利用技术。她首先在京城设立了 “太阳能设备制作工坊”,招募工匠,大规模制作太阳能热水器和太阳能灯。为了确保设备的质量,苏瑶亲自制定了详细的制作标准和工艺流程,对工匠进行严格的培训,确保每一件设备都符合要求。
同时,苏瑶还组织了一支 “太阳能推广队”,分赴全国各地,向百姓宣传太阳能利用的好处,教授百姓如何安装和使用太阳能热水器和太阳能灯。推广队的成员们深入到城镇和乡村,用通俗易懂的语言向百姓讲解太阳能的原理和优势,还现场演示太阳能热水器加热水和太阳能灯照明的效果。
在推广过程中,苏瑶还制定了一系列优惠政策。她下令对购买太阳能热水器和太阳能灯的百姓,给予一定的补贴,降低百姓的购买成本;对于偏远地区的百姓,朝廷还免费提供太阳能设备,并派工匠上门安装;同时,苏瑶还鼓励商家、作坊、学校等机构使用太阳能设备,对积极推广和使用太阳能设备的机构,给予税收减免等奖励。
太阳能设备的推广,受到了百姓的热烈欢迎。京城的王铁匠,在安装了太阳能热水器后,再也不用为加热水而消耗大量的木柴了。他高兴地说:“这太阳能热水器真是个好东西!不仅能省下不少木柴,而且用起来也方便,随时随地都能有热水用。”
乡村的李大娘,在使用太阳能灯后,再也不用为照明而消耗植物油了。她说:“以前晚上照明全靠油灯,不仅光线暗,还特别费油。现在有了太阳能灯,晚上屋里亮堂堂的,也不用花钱买油了,真是太实惠了!”
除了百姓家中,太阳能设备也在商家、作坊、学校等机构得到了广泛的应用。京城的一家染坊,安装了多台大型的太阳能热水器,用于加热染布所需的水,不仅节省了大量的煤炭,还降低了生产成本;城郊的一所学校,在教室里安装了太阳能灯,解决了夜间照明的问题,学生们再也不用在昏暗的油灯下读书了。
在推广太阳能利用技术的同时,苏瑶还意识到,要想让太阳能利用技术得到长远的发展,还需要不断改进和创新太阳能设备。于是,她向萧逸尘上书,建议设立专门的 “太阳能研究机构”,致力于太阳能利用技术的研究和开发。
萧逸尘非常支持苏瑶的建议,他下旨拨出专款,在京城设立了 “大盛朝太阳能研究院”,任命苏瑶为研究院院长