太陽能介紹
太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能、化學能、水的勢能等等。在幾十億年內,太陽能是取之不及、用之不竭的理想能源。
太陽能是由內部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能,來自太陽的輻射能量。 中材聯(lián)建太陽能發(fā)電系統(tǒng)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,并把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質年代演變形成的。此外,水能、風能等也都是由太陽能轉換來的。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。
與原子核反應有關的能源正是核能。原子核的結構發(fā)生變化時能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡稱核能,俗稱原子能。它則來自于地殼中儲存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應時的核裂變能資源,以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應時的核聚變能資源。這些物質在發(fā)生原子核反應時釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外,還可以用作其它類型的動力源、熱源等。
太陽能是光能還是熱能
太陽能是由內部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能,來自太陽光的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,并把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存。
光能:與光子運動對應的能量形式是光能,光能是由太陽、蠟燭等發(fā)光物體所釋放出的一種能量形式。
所以,太陽能屬于光能,如果要研究植物的光合作用的話,說固定太陽能或光能一般都對,但太陽能更具體因此更常用。
太陽能如何轉化
原則上,太陽能可以直接或間接轉換成任何形式的能量,但轉換次數(shù)越多,最終太陽能轉換的效率便越低。
太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發(fā)射比,吸收太陽輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料制成,簡稱為選擇性涂層。它是在本世紀40年代提出的,1955年達到實用要求,70年代以后研制成許多新型選擇性涂層并進行批量生產(chǎn)和推廣應用,目前已研制成上百種選擇性涂層。
太陽能-電能轉換
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規(guī)模利用太陽能的重要技術基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等。這里重點介紹光電直接轉換器件--太陽電池。
世界上,1941年出現(xiàn)有關硅太陽電池報導,1954年研制成效率達6%的單晶硅太陽電池,1958年太陽電池應用于衛(wèi)星供電。在70年代以前,由于太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間。70年代以后,對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規(guī)模逐漸擴大,但從大規(guī)模利用太陽能而言,與常規(guī)發(fā)電相比,成本仍然大高。
目前,世界上太陽電池的實驗室效率最高水準為:單晶硅電池24%(4cm2),多晶硅電池18.6%(4cm2),InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8(穩(wěn)定),碲化鎘電池15.8%,硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%。
太陽能的應用有哪些
1、太陽能火車站。
中國最大的光伏火車站于2013年7月1日正式啟用。該火車站站房屋頂安裝了總發(fā)電容量10兆瓦的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。屋頂光伏面積為12萬平方米,安裝太陽能板44000快,裝機容量10兆瓦。每年可發(fā)電1005.457萬度,發(fā)的電可供5000戶家庭、20000余人的全年生活用電。與火力發(fā)電相比,預計每年可節(jié)約標準煤3350.41噸,減少二氧化碳排放8313.36噸、二氧化硫排放69.18噸、粉塵33.16噸,節(jié)約用水17153.68噸。
2、太陽能體育場
龍騰體育館是目前***最大的體育場,也是世界上第一座完全由太陽能供電的運動場館。該體育館以龍為主題,場館屋頂上的8844塊太陽能電池板構成了巨龍身上的鱗片。龍騰體育館總裝機容量為1兆瓦。
3、太陽能醫(yī)院
2013年,全世界最大的以太陽能發(fā)電的醫(yī)院在海地開張了!該醫(yī)院總共安裝了1,800片太陽能電池板,在醫(yī)院運作前的幾個月時間里所產(chǎn)生的電力,已經(jīng)足夠供應超過6萬名病患的醫(yī)療電力需求。這間醫(yī)院是由Partners In Health和海底衛(wèi)生部合共同努力的成果,并得到了多個世界著名醫(yī)療機構的贊助,目前已有將近1,000名嬰兒被安置在醫(yī)院內。
4、太陽能餐廳
2014年7月份,一家太陽能餐廳在江西新余市正式營業(yè)。據(jù)介紹,該餐廳占地4800平方米,聚餐飲、光伏屋頂發(fā)電、智能化生態(tài)花園于一體,可同時容納600人用餐。餐廳屋頂全部安裝了多晶硅光伏發(fā)電板,按照當?shù)仄骄照諘r間估算,項目一年可發(fā)電約55萬度。
5、太陽能廁所
太陽能公共廁所,你造嗎?該款可移動式環(huán)保公廁由北辰區(qū)雙口鎮(zhèn)后丁莊村的村集體企業(yè)自主研發(fā),融合了六項專利技術?!拔覀冊O計生產(chǎn)的環(huán)保公廁,全部使用環(huán)保材料制作,從2012年開始投入研發(fā),到今年正式投入市場?!焙蠖∏f村黨支部書記介紹說。環(huán)保公廁內排風、沖水、加熱等系統(tǒng)都是自動開啟和關閉,高壓沖水系統(tǒng)更加節(jié)水,糞便箱里的泡沫專利技術能夠隔離臭氣,并在屋頂配備太陽能發(fā)電設施,清潔環(huán)保。
6、太陽能車棚
電動汽車沒電了?來個太陽能車棚試試?,F(xiàn)在讓我們來看看一款高端大氣上檔次的太陽能車棚吧。寶馬大概覺得自家的i系列車型太過華麗,需要配備專屬的車庫才行,于是他們?yōu)閕系列車型設計了專門的太陽能車庫。為秉承電動汽車的環(huán)保理念,這款太陽能車庫采用竹制及碳纖維骨架,車庫頂部則是半透明的太陽能電池板。主要陽光充足,車庫吸收的太陽能就足夠i系列車型充電,多余的部分甚至可以貼補家用。另一個方面,這款車庫的壽命長達30年左右,所以說一次投資受益還是頗久的。這么酷炫的車庫,看著還是挺爽的,可咱老百姓沒那么大能力去消費呀。
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