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(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)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(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等等。
簡介
太陽能能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)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(zhì)年代形成的。它們實質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。此外,水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。
地球本身蘊藏的能量 通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。
與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)時的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)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[12.03 -0.41%]、熱源等。
全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸,而實際可用的只是淺海區(qū)那一部分,每年約可折合為6000萬噸煤。太陽能利用基本方式可以分為如下4大類。
太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量,太陽能是人類能源的寶庫,如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來源于太陽。太陽能的利用
間接利用太陽能:化石能源(光能----化學(xué)能)生物質(zhì)能(光能----化學(xué)能)
直接利用太陽能:集熱器(有平板型集熱器、聚光式集熱器)(光能----內(nèi)能)
太陽能電池:(光能----電能)一般應(yīng)用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、打火機、手表等方面。
開發(fā)歷史
據(jù)記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有300多年的歷史。真正將太陽能作為“近期急需的補充能源”,“未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”,則是近來的事。20世紀(jì)70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺太陽能驅(qū)動的發(fā)動機算起。該發(fā)明是一臺利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研制成多臺太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽光,發(fā)動機功率不大,工質(zhì)主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究制造。20世紀(jì)的100年間,太陽能科技發(fā)展歷史大體可分為七個階段。
第一階段(1900~1920年)
在這一階段,世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置,但采用的聚光方式多樣化,且開始采用平板集熱器和低沸點工質(zhì),裝置逐漸擴大,最大輸出功率達73.64kW,實用目的比較明確,造價仍然很高。建造的典型裝置有:1901年,在美國加州建成一臺太陽能抽水裝置,采用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902 ~1908年,在美國建造了五套雙循環(huán)太陽能發(fā)動機,采用平板集熱器和低沸點工質(zhì);1913年,在埃及開羅以南建成一臺由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵,每個長62.5m,寬4m,總采光面積達1250m2。
第二階段(1920~1945年)
在這20多年中,太陽能研究工作處于低潮,參加研究工作的人數(shù)和研究項目大為減少,其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)(1935~1945年)有關(guān),而太陽能又不能解決當(dāng)時對能源的急需,因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
第三階段(1945~1965年)
在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的20年中,一些有遠(yuǎn)見的人士已經(jīng)注意到石油和天然氣資源正在迅速減少, 呼吁人們重視這一問題,從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復(fù)和開展,并且成立太陽能學(xué)術(shù)組織,舉辦學(xué)術(shù)交流和展覽會,再次興起太陽能研究熱潮。在這一階段,太陽能研究工作取得一些重大進展,比較突出的有:1945年,美國貝爾實驗室研制成實用型硅太陽電池,為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);1955年,以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學(xué)會議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論,并研制成實用的黑鎳等選擇性涂層,為高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。此外,在這一階段里還有其它一些重要成果,比較突出的有:1952年,法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年,在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調(diào)系統(tǒng),制冷能力為5冷噸。1961年,一臺帶有石英窗的斯特林發(fā)動機問世。在這一階段里,加強了太陽能基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)材料的研究,取得了如太陽選擇性涂層和硅太陽電池等技術(shù)上的重大突破。平板集熱器有了很大的發(fā)展,技術(shù)上逐漸成熟。太陽能吸收式空調(diào)的研究取得進展,建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發(fā)動機和塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)進行了初步研究。
免責(zé)聲明: 本文僅代表作者個人觀點,與 綠色節(jié)能環(huán)保網(wǎng) 無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實, 對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅 作參考,并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。