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太陽能的基本常識

國陸地表面每年接受的太陽能就相當(dāng)于 1700 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，太陽能的總量很大。但十分分散，能流密度較低，達(dá)地面的太陽能每平方米只有 1000 瓦左右。同時，地面上太陽能還受季節(jié)、晝夜、氣候等影響，時陰時晴，時強(qiáng)時弱，具有不穩(wěn)定性。根據(jù)太陽能的特點(diǎn)，必需解決以下四個基本技術(shù)問題，才干有效地加以利用。

1 太陽能采集 2 太陽能轉(zhuǎn)換 3 太陽能貯存 4 太陽能輸運(yùn)

經(jīng)過最近 20 多年的努力，太陽能開發(fā)利用是當(dāng)今國際上一大熱點(diǎn)。太陽能技術(shù)有了長足進(jìn)步，太陽能利用領(lǐng)域已由生活熱水，建筑采暖等擴(kuò)展到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)許多部門，人們已經(jīng)強(qiáng)烈意識到一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代 — 太陽能時代即將來到

太陽能利用的基本知識

1 太陽的基本結(jié)構(gòu)

主要由氫和氦組成，太陽能是一個熾熱氣體構(gòu)成的球體。其中氫占 80% 氦占 19%

2 太陽常數(shù)

地球大氣層以上垂直于太陽光線的平面上，太陽常數(shù)是指在太陽地球間平均距離外。單位面積，單位時間內(nèi)的太陽輻射能的數(shù)值，該數(shù)值是個常數(shù)，一般取 1367 瓦 / 米 2 4920 千焦 / 米 2 時）

太陽光到達(dá)地面的輻射強(qiáng)度大大降低。 由于通過地球外大氣層吸收反射。

3 太陽輻射能和到達(dá)地球的太陽能

相當(dāng)于每秒鐘燃燒 1.28 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。 整個太陽每秒鐘釋放出來的能量是無比巨大的高達(dá) 3.826 1033 爾格或 37.3 106 兆焦。

大約為 17 萬億千瓦，太陽輻射到達(dá)地球陸地表面的能量。僅占到達(dá)地球大氣外層外表總輻射量的 10% 即使這樣，也相當(dāng)目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的 3.5 萬倍。

4 國的太陽能資源

全國有 2/3 以上的地區(qū)，國太陽能資源十分豐富。年輻照總量大于 502 萬千焦 / 米 2 年日照時數(shù)在 2000 小時以上。

5 太陽能的特點(diǎn)

太陽能的優(yōu)點(diǎn)

與慣例能源相比有三大優(yōu)點(diǎn)： 太陽能作為一種新能源。

人類可以利用的最豐富的能源，第一。據(jù)估計，過去漫長的 11 億年中，太陽消耗了自身能量的 2% 可以說是取之不盡，用之不竭。

地球上，第二。無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問題，尤其對交通不發(fā)達(dá)的農(nóng)村、海島和邊遠(yuǎn)地區(qū)更具有利用的價值。

太陽能是一種潔凈的能源，第三。開發(fā)和利用時，不會產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態(tài)平衡。

太陽能的缺點(diǎn)

太陽能的利用有它缺點(diǎn)：

能流密度較低，第一。日照較好的地面上 1 平方米的面積所接受的能量只有 1 千瓦左右。往往需要相當(dāng)大的采光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置地面積大，用料多，利息增加。

大氣影響較大，第二。給使用帶來不少困難。

如：單晶硅，太陽能電池是一對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的資料有許多種。多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程。 P 型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得 N 型硅，形成 P N 結(jié)。

一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳送給了硅原子，當(dāng)光線照射太陽能電池外表時。使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在 P N 結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時，該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路發(fā)生一定的輸出功率。這個過程的實質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。

晶體硅太陽能電池的制作過程：

幾乎改變了一切，硅 ” 這個星球上儲藏最豐量的資料之一。自從 19 世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后。甚至人類的思維。 20 世紀(jì)末，生活中處處可見 “ 硅 ” 身影和作用，晶體硅太陽能電池是近 15 年來形成產(chǎn)業(yè)化最快的生產(chǎn)過程大致可分為五個步驟： a 提純過程 b 拉棒過程 c 切片過程 d 制電池過程 e 封裝過程。

太陽能電池的應(yīng)用：

科學(xué)家們就已經(jīng)將太陽電池應(yīng)用于空間技術(shù) — 通信衛(wèi)星供電，上世紀(jì) 60 年代。上世紀(jì)末，人類不時自我反省的過程中，對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不只在空間應(yīng)用，眾多領(lǐng)域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨(dú)立系統(tǒng)、光伏水泵（飲水或灌溉）通信電源、石油輸油管道陰極保護(hù)、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標(biāo)、高速公路路標(biāo)等。歐美等先進(jìn)國家將光伏發(fā)電并入鄉(xiāng)村用電系統(tǒng)及遙遠(yuǎn)地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢。

6 太陽能利用的技術(shù)領(lǐng)域

即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，人類直接利用太陽能有三大技術(shù)領(lǐng)域。此外，還有儲能技術(shù)。

如熱水器、開水器、干燥器，太陽光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品很多。采暖和制冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。

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