Title Text:Getting the utility people to run transmission lines to Earth is expensive, but it will pay for itself in no time.

Origin:https://xkcd.com/2812/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2812:_Solar_Panel_Placement

放置太阳能电池板

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2812

这是Randall的另一个小贴士，这次是关于太阳能的建议。
太阳能电池板通常会根据照射在其上的阳光强度产生电力。为了最大化能源生产，通常建议将面板以一个角度安装，以便平均获得最多的光强，并避免任何可能遮挡面板的物体。这则漫画可能是在嘲笑有时候太阳能电池阵列以不寻常的方向安装，以确保朝向南方，并将其推向逻辑的极限，假设面板正朝向太阳。
根据面板的位置，可以计算出预计每天会有多少太阳能量照射到它（考虑到太阳的角度、昼夜循环和典型的天气模式）。有了这些数据，以及预期的转换效率和当地电力成本，人们可以计算出面板每年产生的电力价值。在这种情况下，Randall估计每平方米太阳能电池产生的电力价值为每年58美元。
该条漫画接着提出了一个相当激烈的比较：将相同的太阳能电池板向下放置，朝向太阳，而不是向上（放在合适的具有赤道朝向的斜坡屋顶上），从地球的表面。由于反平方法则，这将导致更多的太阳能量照射到面板上。如果我们假设太阳能电池能够以相同的效率将这些能量转换为电力，那么这将产生大量可用电力，同样的计算显示一个处于这种位置的单个面板每年价值2200万美元。
当然，这种设置显然是不可能的，原因很简单，因为面板会在到达太阳表面之前就融化并蒸发。事实上，当前的光伏组件在高温下的运作效率较低，因此即使稍微靠近太阳也会降低它们的效率，并最终导致它们完全停止工作。除此之外（在标题文本中也承认），在太阳表面产生的电力对人类几乎没有用处。“将输电线路接入地球”的解决方案显然也不切实际，即使有数百万美元的赌注。
认为太阳能电池板会迅速收回投资的说法似乎是有缺陷的。例如，Helios 1探测器在1975年的成本为2.6亿美元（相当于2023年的大约15亿美元），而Parker Solar Probe的飞行成本也为15亿美元，预计将飞离太阳表面620万公里。Parker Solar Probe的质量为50kg，这一数量级与一个1平方米的太阳能电池板相当。
有一些关于在太空中部署太阳能阵列的概念性提案，但它们是在围绕地球的轨道上，而不是在太阳上。这将允许获得稍微更多的太阳强度，并提供更稳定的电力，但将阵列发射到太空并传输电力的障碍仍然是严重的实际困难。

计算
Randall在这则漫画中使用的公式是电价 × 太阳辐照度 × 面板面积 × 面板效率 = 节省。
电价以美元每千瓦时计算，这是电力公司常用的单位。在两种情况下，假设电价为每千瓦时0.20美元，这对于Randall家乡马萨诸塞州的家庭零售电价来说是一个合理的估算。
太阳辐照度，辐照度的一个特殊情况，是单位面积上太阳传递到表面的总功率。这个测量值因地理位置而异，必须考虑昼夜长度、太阳角度和天气模式（这三者按季节变化）。这个数值用千瓦时每平方米每天表示，尽管这个数值通常是全年平均的。Randall假设的值为4 kWh/m2/day，对于马萨诸塞州来说也是合理的。他还计算了太阳表面的值，将其总光度（电磁功率, 3.83 × 10^26 W）除以其总面积（6.07 × 10^18 m2），得出的结果大约为6.31 × 10^7 W/m2或1.51 × 10^6 kWh/m2/day。
太阳能电池板面积以平方米计。
太阳能电池板效率是一个无量纲量，是面板可以有效转化为电力的太阳能功率的比例。这里假设两个面板的效率都是20%，这对于在室温（300K）附近运行的商用光伏电池是一个合理的估计。
将这些数量相乘，得出的单位是每单位时间每单位面积的金额（以每天每平方米的美元为这些特定单位）。对于地球上的例子，公式得到的有效收益为每天0.16美元，可以乘以365得出每年大约58美元。对于太阳的参数，公式则得出每天60400美元的收益，或每年大约2200万美元。
需要注意的是，这些数值是针对每平方米太阳能电池板。太阳能系统几乎总是由多个电池板组成。在相同假设下，一个30平方米的系统（这算是相对较小的家庭系统）每年的价值将为1740美元。